KR20210000800A

KR20210000800A - 링 세그먼트, 및 이를 포함하는 터빈

Info

Publication number: KR20210000800A
Application number: KR1020190075793A
Authority: KR
Inventors: 장윤창; 안드레이 세드로브; 토마스 코텍
Original assignee: 두산중공업 주식회사
Priority date: 2019-06-25
Filing date: 2019-06-25
Publication date: 2021-01-06
Also published as: US11421550B2; KR102226741B1; US20200408108A1

Abstract

본 발명은 냉각 성능이 향상된 링 세그먼트 및 터빈을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 링 세그먼트는 터빈 블레이드를 수용하는 터빈 케이싱에 장착되며, 상기 터빈 케이싱의 내벽과 마주하는 차폐벽, 상기 차폐벽에서 상기 터빈 케이싱을 향하여 돌출되어 상기 터빈 케이싱에 결합되는 제1 후크부와 제2 후크부, 상기 제1 후크부와 상기 제2 후크부 사이에 형성된 메인 캐비티, 상기 메인 캐비티와 상기 차폐벽의 서로 마주하는 제1 측면을 연결하는 복수의 제1 냉각 유로, 상기 제1 냉각 유로와 교차하는 방향으로 이어지되 상기 메인 캐비티와 상기 차폐벽의 서로 마주하는 제2 측면을 연결하는 복수의 제2 냉각 유로, 및 상기 제1 냉각 유로들에 연결된 챔버를 포함한다.

Description

링 세그먼트, 및 이를 포함하는 터빈{RING SEGMENT, AND TURBINE INCLUDING THE SAME}

본 발명은 링 세그먼트, 및 이를 포함하는 터빈에 관한 것이다.

가스 터빈은 압축기에서 압축된 압축 공기와 연료를 혼합하여 연소시키고, 연소로 발생된 고온의 가스로 터빈을 회전시키는 동력 기관이다. 가스 터빈은 발전기, 항공기, 선박, 기차 등을 구동하는데 사용된다.

일반적으로 가스 터빈은 압축기, 연소기 및 터빈을 포함한다. 압축기는 외부 공기를 흡입하여 압축한 후 연소기로 전달한다. 압축기에서 압축된 공기는 고압 및 고온의 상태가 된다. 연소기는 압축기로부터 유입된 압축 공기와 연료를 혼합해서 연소시킨다. 연소로 인해 발생된 연소 가스는 터빈으로 분사된다. 분사된 연소 가스가 터빈 베인 및 터빈 블레이드를 통과하면서 회전력을 생성시키고, 이에 터빈의 로터가 회전하게 된다.

로터를 회전시키는 고온 고압의 연소가스의 누설을 방지하고 결과적으로 가스터빈의 효율이 증대되도록 터빈의 내부에는 링 세그먼트가 설치된다. 링 세그먼트는 블레이드를 수용하는 터빈 케이싱 내에 설치되어 회전하는 블레이드 외곽을 둘러싸도록 위치한다. 이 때, 터빈 케이싱의 내부공간에 대향하는 링 세그먼트의 일면은 고온 고압의 연소가스에 노출되어 높은 열부하가 발생될 수 있고, 열부하에 의해 링 세그먼트의 파손이 발생할 수 있다. 이러한 링 세그먼트는 열부하에 의한 파손을 방지하기 위해 복수의 냉각유로가 내부에 형성되는데, 열부하에 의한 파손을 방지하기 위하여 냉각 효율을 향상시키는 냉각구조의 연구개발이 지속되고 있다.

대한민국 등록특허 제10-1965505호(2019.03.28)

상기한 바와 같은 기술적 배경을 바탕으로, 본 발명은 냉각 성능이 향상된 링 세그먼트 및 터빈을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 링 세그먼트는 터빈 블레이드를 수용하는 터빈 케이싱에 장착되며, 상기 터빈 케이싱의 내벽과 마주하는 차폐벽, 상기 차폐벽에서 상기 터빈 케이싱을 향하여 돌출되어 상기 터빈 케이싱에 결합되는 제1 후크부와 제2 후크부, 상기 제1 후크부와 상기 제2 후크부 사이에 형성된 메인 캐비티, 상기 메인 캐비티와 상기 차폐벽의 서로 마주하는 제1 측면을 연결하는 복수의 제1 냉각 유로, 상기 제1 냉각 유로와 교차하는 방향으로 이어지되 상기 메인 캐비티와 상기 차폐벽의 서로 마주하는 제2 측면을 연결하는 복수의 제2 냉각 유로, 및 상기 제1 냉각 유로들에 연결된 챔버를 포함한다.

여기서, 상기 제1 측면은 이웃하는 링 세그먼트와 마주하고, 상기 제2 측면은 이웃하는 베인과 마주하도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 챔버는 상기 차폐벽 내부에 형성될 수 있다.

또한, 상기 챔버는 상기 제1 후크부에서 상기 제2 후크부를 향하는 방향으로 이어져 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1 냉각 유로는 상기 터빈의 둘레 방향으로 이어져 형성되고, 상기 제2 냉각 유로는 상기 터빈의 중심축의 길이 방향으로 이어져 형성될 수 있다.

또한, 상기 차폐벽에서 돌출되며 상기 제1 후크부에서 상기 제2 후크부를 향하는 방향으로 이어진 보강 돌기부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 냉각 유로의 입구는 상기 보강 돌기의 내측면에 형성되고, 상기 제2 냉각 유로의 출구는 상기 제1 측면에 형성될 수 있다.

또한, 상기 챔버는 상기 차폐벽의 내부에서 상기 보강 돌기부의 내부까지 이어져 형성될 수 있다.

또한, 상기 챔버의 상면은 상기 차폐벽의 상면보다 더 높이 위치하고, 상기 챔버의 하면은 상기 차폐벽의 상면보다 더 낮게 위치할 수 있다.

또한, 상기 챔버의 내부에는 일단만 상기 챔버에 고정된 복수의 격벽이 형성되고, 서로 이웃하여 마주하는 상기 격벽은 고정단이 상기 챔버의 서로 다른 내면에 고정될 수 있다.

또한, 상기 챔버는 원형의 종단면을 갖고, 상기 제1 냉각 유로는 상기 챔버 내부에서 스월을 유도할 수 있도록 상기 챔버의 중심에 대하여 편심된 방향으로 연결될 수 있다.

또한, 상기 제1 냉각 유로에는 상기 보강 돌기의 높이 방향으로 이격되되 원형의 종단면을 갖는 복수의 챔버가 연결 형성되고, 상기 챔버들은 상기 챔버의 중심에 대하여 편심된 방향으로 이어진 연결 유로에 의하여 서로 연통될 수 있다.

또한, 상기 챔버에는 상기 챔버의 높이 방향으로 이격된 복수의 다공판이 설치되고 상기 다공판은 상기 챔버의 길이방향으로 이어져 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따른 터빈은, 회전 가능한 로터 디스크, 상기 로터 디스크에 설치되는 복수의 터빈 블레이드와 터빈 베인, 상기 터빈 블레이드와 상기 터빈 베인을 수용하는 터빈 케이싱, 상기 터빈 케이싱에 결합되며 상기 터빈 블레이드의 외측에 위치하는 복수의 링 세그먼트를 포함하고,

상기 링 세그먼트는 상기 터빈 케이싱의 내벽과 마주하는 차폐벽과 상기 차폐벽에서 상기 터빈 케이싱을 향하여 돌출되어 상기 터빈 케이싱에 결합되는 제1 후크부와 제2 후크부를 포함하고, 상기 링 세그먼트의 내부에는 상기 터빈의 둘레방향으로 이어진 복수의 제1 냉각 유로와 상기 제1 냉각 유로들에 연결되며 상기 터빈의 중심축의 길이방향으로 이어진 챔버가 형성된다.

여기서, 상기 제1 냉각 유로는 상기 제1 후크부와 상기 제2 후크부 사이에 형성된 메인 캐비티와 이웃하는 링 세그먼트와 마주하는 제1 측면을 연결할 수 있다.

또한, 상기 차폐벽에서 돌출되며 상기 제1 후크부에서 상기 제2 후크부를 향하는 방향으로 이어진 보강 돌기부를 더 포함하고, 상기 챔버는 상기 차폐벽의 내부에서 상기 보강 돌기부의 내부까지 이어져 형성될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 링 세그먼트, 터빈에 의하면 제1 냉각 유로와 이에 교차하는 제2 냉각 유로가 형성되되 제1 냉각 유로는 챔버들에 의하여 연결되므로 냉매의 체류 시간이 증가되고 냉매의 접촉 면적이 확장되므로 냉각 효율을 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 터빈의 내부가 도시된 도면이다.
도 2는 도 1의 가스 터빈의 일부를 잘라 본 종단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 링 세그먼트를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 도 3에서 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 잘라 본 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 도 3에서 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 잘라 본 종단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 링 세그먼트를 도시한 종단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 링 세그먼트를 도시한 종단면도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 링 세그먼트를 도시한 종단면도이다.
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 링 세그먼트를 도시한 종단면도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.

이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 터빈에 대해서 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈의 내부가 도시된 도면이며, 도 2는 도 1의 가스 터빈의 일부를 잘라 본 종단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 실시예를 따르는 가스 터빈(1000)의 열역학적 사이클은 이상적으로는 브레이튼 사이클(Brayton cycle)을 따를 수 있다. 브레이튼 사이클은 등엔트로피 압축(단열 압축), 정압 급열, 등엔트로피 팽창(단열 팽창), 정압 방열로 이어지는 4가지 과정으로 구성될 수 있다. 즉, 대기의 공기를 흡입하여 고압으로 압축한 후 정압 환경에서 연료를 연소하여 열에너지를 방출하고, 이 고온의 연소 가스를 팽창시켜 운동에너지로 변환시킨 후에 잔여 에너지를 담은 배기가스를 대기 중으로 방출할 수 있다. 즉, 압축, 가열, 팽창, 방열의 4 과정으로 사이클이 이루어질 수 있다.

위와 같은 브레이튼 사이클을 실현하는 가스 터빈(1000)은 도 1에 도시된 바와 같이, 압축기(1100), 연소기(1200) 및 터빈(1300)을 포함할 수 있다. 이하의 설명은 도 1을 참조하겠지만, 본 발명의 설명은 도 1에 예시적으로 도시된 가스 터빈(1000)과 동등한 구성을 가진 터빈 기관에 대해서도 폭넓게 적용될 수 있다.

도 1을 참조하면, 가스 터빈(1000)의 압축기(1100)는 외부로부터 공기를 흡입하여 압축할 수 있다. 압축기(1100)는 압축기 블레이드(1130)에 의해 압축된 압축 공기를 연소기(1200)에 공급하고, 또한 가스 터빈(1000)에서 냉각이 필요한 고온 영역에 냉각용 공기를 공급할 수 있다. 이때, 흡입된 공기는 압축기(1100)에서 단열 압축 과정을 거치게 되므로, 압축기(1100)를 통과한 공기의 압력과 온도는 올라가게 된다.

압축기(1100)는 원심 압축기(centrifugal compressors)나 축류 압축기(axial compressor)로 설계되는데, 소형 가스 터빈에서는 원심 압축기가 적용되는 반면, 도 1에 도시된 것과 같은 대형 가스 터빈(1000)은 대량의 공기를 압축해야 하기 때문에 다단 축류 압축기(1100)가 적용되는 것이 일반적이다. 이때, 다단 축류 압축기(1100)에서는, 압축기(1100)의 블레이드(1130)는 센터 타이로드(1120)와 로터 디스크의 회전에 따라 회전하여 유입된 공기를 압축하면서 압축된 공기를 후단의 압축기 베인(1140)으로 이동시킨다. 공기는 다단으로 형성된 블레이드(1130)를 통과하면서 점점 더 고압으로 압축된다.

압축기 베인(1140)은 하우징(1150)의 내부에 장착되며, 복수의 압축기 베인(1140)이 단을 형성하며 장착될 수 있다. 압축기 베인(1140)은 전단의 압축기 블레이드(1130)로부터 이동된 압축 공기를 후단의 블레이드(1130) 측으로 안내한다. 일 실시예에서 복수의 압축기 베인(1140) 중 적어도 일부는 공기의 유입량의 조절 등을 위해 정해진 범위 내에서 회전 가능하도록 장착될 수 있다.

압축기(1100)는 터빈(1300)에서 출력되는 동력의 일부를 사용하여 구동될 수 있다. 이를 위해, 도 1에 도시된 바와 같이, 압축기(1100)의 회전축과 터빈(1300)의 회전축은 토크 튜브(1170)에 의하여 직결될 수 있다. 대형 가스 터빈(1000)의 경우, 터빈(1300)에서 생산되는 출력의 거의 절반 정도가 압축기(1100)를 구동시키는데 소모될 수 있다.

한편, 연소기(1200)는 압축기(1100)의 출구로부터 공급되는 압축 공기를 연료와 혼합하여 등압 연소시켜 높은 에너지의 연소 가스를 만들어 낼 수 있다. 연소기(1200)에서는 유입된 압축공기를 연료와 혼합, 연소시켜 높은 에너지의 고온, 고압 연소가스를 만들어 내며, 등압연소과정으로 연소기 및 터빈부품이 견딜 수 있는 내열한도까지 연소가스온도를 높이게 된다.

연소기(1200)는 셀 형태로 형성되는 하우징 내에 다수가 배열될 수 있으며, 연료분사노즐 등을 포함하는 버너(Burner)와, 연소실을 형성하는 연소기 라이너(Combustor Liner), 그리고 연소기와 터빈의 연결부가 되는 트랜지션 피스(Transition Piece)를 포함하여 구성된다.

한편, 연소기(1200)에서 나온 고온, 고압의 연소가스는 터빈(1300)으로 공급된다. 공급된 고온 고압의 연소 가스가 팽창하면서 터빈(1300)의 터빈 블레이드(1400)에 충동, 반동력을 주어 회전 토크가 야기되고, 이렇게 얻어진 회전 토크는 상술한 토크 튜브(1170)를 거쳐 압축기(1100)로 전달되고, 압축기(1100) 구동에 필요한 동력을 초과하는 동력은 발전기 등을 구동하는데 사용된다.

터빈(1300)은 로터 디스크(1310)와 터빈 케이싱(1800)과 로터 디스크(1310)에 방사상으로 배치되는 복수 개의 터빈 블레이드(1400)와 베인(1500)과 터빈 블레이드(1400)를 감싸는 복수의 링 세그먼트(1600)를 포함한다.

로터 디스크(1310)는 대략 원판 형태를 가지고 있고, 그 외주부에는 복수의 홈이 형성되어 있다. 홈은 굴곡면을 갖도록 형성되며 홈에 터빈 블레이드(1400)와 베인(1500)이 삽입된다. 터빈 케이싱(1800)은 원뿔대 형상의 관으로 이루어지며, 터빈 케이싱(1800) 내에 터빈 블레이드(1400)와 베인(1500)과 링 세그먼트(1600)가 수용된다.

터빈 블레이드(1400)는 도브테일 등의 방식으로 로터 디스크(1310)에 결합될 수 있다. 베인(1500)은 회전하지 않도록 고정되며 터빈 블레이드(1400)를 통과한 연소 가스의 흐름 방향을 안내한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 터빈 블레이드를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 터빈 블레이드를 도시한 종단면도이다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 링 세그먼트를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 도 3에서 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 잘라 본 종단면도이며, 도 5는 본 발명의 도 3에서 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 잘라 본 종단면도이다.

링 세그먼트(1600)는 터빈 케이싱(1800) 내벽에 장착되며, 복수의 링 세그먼트(1600)는 터빈 케이싱(1800)의 둘레방향(x축 방향)을 따라 연속적으로 배치되어 고리 형상을 이룬다. 고리 형상을 이루는 링 세그먼트(1600)들은 터빈 블레이드(1400)의 외측에서 터빈 블레이드(1400)를 감싸며, 연소가스의 누설을 방지한다. 또한, 터빈(1300) 중심축의 길이방향(y축 방향)으로 링 세그먼트(1600)들은 베인(1500)과 교대로 배치되며, 링 세그먼트(1600)는 베인(1500)의 외측 슈라우드 사이에 삽입되어 베인(1500)과 마주한다.

링 세그먼트(1600)는 차폐벽(1611), 제1 후크부(1612), 제2 후크부(1613), 메인 캐비티(CA), 제1 냉각 유로(1630), 제2 냉각 유로(1620), 보강 돌기부(1615), 및 챔버(1631)를 포함할 수 있다. 차폐벽(1611)은 사각판으로 이루어지며 제1 후크부(1612)와 제2 후크부(1613)는 차폐벽(1611)의 외면에서 터빈 케이싱(1800)을 향하여 터빈(1300)의 반경방향(z축 방향)으로 돌출되어 터빈 케이싱(1800)에 형성된 홈에 삽입된다. 메인 캐비티(CA)는 제1 후크부(1612)와 제2 후크부(1613) 사이에 형성되며 냉각을 위한 공기가 메인 캐비티(CA)로 공급된다.

보강 돌기부(1615)는 차폐벽(1611)에서 돌출되며 제1 후크부(1612)에서 제2 후크부(1613)를 향하는 방향으로 이어져 형성된다. 차폐벽(1611)에는 2개의 보강 돌기부(1615)가 형성되며 보강 돌기부(1615)는 차폐벽(1611)의 양쪽 측단에서 돌출된다. 보강 돌기부(1615)는 제1 후크부(1612)에서 제2 후크부(1613)까지 이어져 제1 후크부(1612)와 제2 후크부(1613)를 연결할 수 있다. 메인 캐비티(CA)는 제1 후크부(1612), 제2 후크부(1613), 보강 돌기부(1615)들에 의하여 둘러싸여 형성된다.

제1 냉각 유로(1630)는 메인 캐비티(CA)와 차폐벽(1611)의 서로 마주하는 제1 측면(S1)을 연결한다. 제1 냉각 유로(1630)는 터빈(1300)의 원주방향(x축 방향)으로 이어져 형성되며, 또한 복수의 제1 냉각 유로(1630)는 터빈 중심축의 길이방향(y축 방향)으로 이격 배열된다.

제1 냉각 유로(1630)의 입구(1632)는 보강 돌기부(1615)의 내측면에 형성되고, 제1 냉각 유로(1630)의 출구(1633)는 제1 측면(S1)에 형성된다. 상기한 바와 같이 복수의 링 세그먼트(1600)는 터빈(1300)의 원주방향(x축 방향)으로 연이어 배열되므로 제1 측면(S1)은 이웃하는 링 세그먼트(1600)와 마주하여 맞닿는다.

제2 냉각 유로(1620)는 제1 냉각 유로(1630)와 교차하는 방향으로 이어져 형성되는데, 제1 냉각 유로(1630)에 수직인 방향으로 이어져 형성될 수 있다. 제2 냉각 유로(1620)는 메인 캐비티(CA)와 차폐벽(1611)의 서로 마주하는 제2 측면(S2)을 연결한다.

제2 냉각 유로(1620)는 터빈(1300)의 중심축의 길이방향(y축 방향)으로 이어져 형성되며, 제2 냉각 유로(1620)의 입구(1621)는 제1 후크부(1612) 및 제2 후크부(1613)의 내측 하부에 에 형성되고, 제2 냉각 유로(1620)의 출구(1623)는 제2 측면에 형성된다. 이에 따라 제2 냉각 유로(1620)는 챔버(1631)들 사이에 위치하며 챔버(1631)와 연통되지 않는다.

챔버(1631)는 제1 냉각 유로(1630)들에 연결 형성되며, 차폐벽(1611) 내부에 형성된다. 챔버(1631)는 제1 후크부(1612)에서 제2 후크부(1613)를 향하는 방향, 즉 터빈(1300) 중심축의 길이방향(y축 방향)으로 이어져 형성된다. 이와 같이 내부에 제1 냉각 유로(1630), 제2 냉각 유로(1620), 챔버(1631)를 갖는 링 세그먼트(1600)는 적층 가공(additive manufacturing)으로 제조될 수 있다.

메인 캐비티(CA)로 유입된 공기는 제1 냉각 유로(1630)로 유입되며, 제1 냉각 유로(1630)들에 유입된 공기를 챔버(1631)에서 합류하였다가 다시 각각의 제1 냉각 유로(1630)로 분배되어 제1 측면(S1)으로 배출된다. 이와 같이 제1 냉각 유로(1630)들을 연결하는 챔버(1631)가 링 세그먼트(1600) 내부에 형성되면 공기의 체류 시간이 증가하므로 냉각 효율이 향상될 수 있다. 또한, 제1 냉각 유로(1630)에서 챔버(1631)로 공기가 유입될 때, 공기가 챔버(1631)의 내벽을 타격하므로 냉각 효율이 더욱 향상될 수 있다. 제1 냉각 유로(1630)에서 배출된 공기는 인접하는 링 세그먼트(1600)의 측면을 타격하면서 냉각하고 내측으로 배출된다. 이에 따라 제1 냉각 유로(1630)에서 배출되는 공기가 에어 커튼을 형성하여 링 세그먼트(1600) 사이에 뜨거운 공기가 유입되는 것을 차단할 수도 있다.

이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 링 세그먼트에 대해서 설명한다. 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 링 세그먼트를 도시한 종단면도이다.

도 6을 참조하여 설명하면, 본 제2 실시예에 따른 링 세그먼트(2600)는 제1 냉각 유로(2630)와 챔버(2631)의 구조를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 링 세그먼트와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.

차폐벽(2611)은 사각판으로 이루어지며 차폐벽(2611)의 외면에는 제1 후크부(2612)와 제2 후크부(미도시)가 형성될 수 있다. 차폐벽(2611)에서 터빈 케이싱을 향하는 면을 냉각 공기가 타격하는 타겟면(target surface, F1)이라 하고 터빈 블레이드를 향하는 면을 고온측면(hot side surface, F2)이라 할 때, 메인 캐비티(CA)는 타겟면(F1) 측에 형성된다. 메인 캐비티(CA)는 제1 후크부(2612)와 제2 후크부(미도시) 사이에 형성되며 냉각을 위한 공기가 메인 캐비티(CA)로 공급된다.

보강 돌기부(2615)는 제1 후크부(2612)에서 제2 후크부(미도시)까지 이어져 제1 후크부(2612)와 제2 후크부(미도시)를 연결할 수 있다. 제1 냉각 유로(2630)는 메인 캐비티(CA)와 차폐벽(2611)의 하나의 제1 측면(S1)을 연결한다. 제1 냉각 유로(2630)는 터빈의 원주방향(x축 방향)으로 이어져 형성되며, 또한 복수의 제1 냉각 유로(2630)는 터빈 중심축의 길이방향(y축 방향)으로 이격 배열된다. 여기서 제1 냉각 유로(2630)는 터빈 블레이드(2400)가 회전하는 방향(-x축 방향)에 위치하는 링 세그먼트(2600)의 측면의 내측에만 형성된다. 즉, 제1 냉각 유로(2630)는 터빈 블레이드의 선단과 동일한 방향으로 향하는 링 세그먼트(2600)의 측면에서 터빈 블레이드의 회전 방향으로만 공기를 배출한다.

제1 냉각 유로(2630)가 링 세그먼트(2600)의 양쪽 측단에 형성되면 냉각 효율이 향상되지만 터빈 블레이드가 회전하는 방향과 반대 방향으로 공기가 배출되므로, 터빈 블레이드로부터 회전 모멘텀을 가지는 유동이 각각의 링 세그먼트(2600) 사이의 간극으로 유입 되어 냉각 공기의 출구유동이 방해될 수 있다. 그러나 본 실시예와 같이 제1 냉각 유로(2630)가 터빈 블레이드가 회전하는 방향으로만 공기를 배출하면 터빈 블레이드로 부터 유입되는 유동에 의한 방해를 받지 않고 안정적인 냉각이 수행될 수 있다.제1 냉각 유로(2630)의 입구(2632)는 보강 돌기부(2615)의 내측면에 형성되고, 제1 냉각 유로(2630)의 출구(2633)는 제1 측면(S1)에 형성된다. 상기한 바와 같이 복수의 링 세그먼트(2600)는 터빈의 원주방향으로 연이어 배열되므로 제1 측면(S1)은 이웃하는 링 세그먼트(2600)와 마주한다. 출구(2633)는 내측에서 외측으로 갈수록 내경이 점진적으로 감소하는 구조로 이루어진다. 이에 따라 출구(2633)에서 분사되는 공기의 속도를 증가시켜서 고온의 가스가 링 세그먼트(2600) 사이로 유입되는 것을 확실히 차단할 수 있다.

제2 냉각 유로(2620)는 메인 캐비티(CA)와 차폐벽(2611)의 서로 마주하는 제2 측면을 연결한다. 제2 냉각 유로(2620)는 터빈의 중심축의 길이방향(y축 방향)으로 이어져 형성된다.

챔버(2631)는 제1 냉각 유로(2630)들에 연결 형성되며, 차폐벽(2611) 내부에서 보강 돌기부(2615)의 내부까지 이어져 형성된다. 이에 따라 챔버(2631)의 상면은 차폐벽(2611)의 상면보다 더 높이 위치하고, 챔버(2631)의 하면은 차폐벽(2611)의 상면보다 더 낮게 위치게 된다.

챔버(2631)는 터빈 중심축의 길이방향(y축 방향)으로 이어져 형성된다. 다만 챔버(2631)는 터빈 블레이드가 회전하는 방향(-x축 방향)을 향하는 링 세그먼트의 측면과 인접한 부분에만 형성된다. 여기서 터빈 블레이드가 회전하는 방향이라 함은 터빈 블레이드의 선단이 향하는 방향을 의미한다.

메인 캐비티(CA)로 유입된 공기는 제1 냉각 유로(2630)로 유입되며, 제1 냉각 유로(2630)들에 유입된 공기를 챔버(2631)에서 합류하였다가 다시 각각의 제1 냉각 유로(2630)로 분배되어 제1 측면(S1)으로 배출된다. 이와 같이 제1 냉각 유로(2630)들을 연결하는 챔버(2631)가 링 세그먼트(2600) 내부에 형성되면 공기의 체류 시간이 증가하므로 냉각 효율이 향상될 수 있다. 또한, 제1 냉각 유로(2630)에서 챔버(2631)로 공기가 유입될 때, 공기가 챔버(2631)의 내벽을 타격하므로 냉각 효율이 더욱 향상될 수 있다. 제1 냉각 유로(2630)에서 배출된 공기는 인접하는 링 세그먼트(2600)의 측면을 타격하면서 냉각하고 내측으로 배출된다. 본 실시예에 따른 링 세그먼트(2600)는 한쪽 측단에만 제1 냉각 유로(2630)와 챔버(2631)가 형성되는바, 제1 냉각 유로가 형성되지 않은 측면은 이웃하는 링 세그먼트(2600)에서 배출되는 공기에 의하여 냉각될 수 있다.

또한, 본 제2 실시예에 따르면 차폐벽(2611) 내부에서 보강 돌기부(2615)의 내부까지 이어져 형성되므로 열전달 면적이 확장되고, 공기가 보강 돌기부(2615)에서 열을 흡수하여 냉각하므로 냉각 효율이 더욱 향상될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제3 실시예에 따른 링 세그먼트에 대해서 설명한다. 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 링 세그먼트를 도시한 종단면도이다.

도 7을 참조하여 설명하면, 본 제3 실시예에 따른 링 세그먼트(3600)는 제1 냉각 유로(3630)와 챔버(3631)의 구조를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 링 세그먼트와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.

차폐벽(3611)은 사각판으로 이루어지며 차폐벽(3611)의 외면에는 제1 후크부(3612)와 제2 후크부(미도시)가 형성될 수 있다. 메인 캐비티(CA)는 제1 후크부(3612)와 제2 후크부(미도시) 사이에 형성되며 냉각을 위한 공기가 메인 캐비티(CA)로 공급된다.

보강 돌기부(3615)는 차폐벽(3611)에서 터빈 케이싱을 행하여 외측으로 돌출되며, 제1 후크부(3612)와 제2 후크부(미도시)를 연결할 수 있다. 제1 냉각 유로(3630)는 메인 캐비티(CA)와 차폐벽(3611)의 서로 마주하는 제1 측면(S1)을 연결한다. 제1 냉각 유로(3630)는 터빈의 원주방향(x축 방향)으로 이어져 형성되며, 또한 복수의 제1 냉각 유로(3630)는 터빈 중심축의 길이방향(y축 방향)으로 이격 배열된다.

제1 냉각 유로(3630)의 입구(3632)는 보강 돌기부(3615)의 내측면에 형성되고, 제1 냉각 유로(3630)의 출구(3633)는 제1 측면(S1)에 형성된다. 출구(3633)는 제1 측면에 대하여 블레이드를 향하는 방향으로 경사지게 형성된다. 출구(3633)가 경사지게 형성되면 제1 냉각 유로(3630)에서 배출되는 공기에 의하여 고온의 가스가 링 세그먼트 사이로 유입되는 것을 확실히 차단할 수 있다. 상기한 바와 같이 복수의 링 세그먼트(3600)는 터빈의 원주방향으로 연이어 배열되므로 제1 측면(S1)은 이웃하는 링 세그먼트(3600)와 마주한다.

제2 냉각 유로(3620)는 메인 캐비티(CA)와 차폐벽(3611)의 서로 마주하는 제2 측면을 연결한다. 제2 냉각 유로(3620)는 터빈의 중심축의 길이방향(y축 방향)으로 이어져 형성된다.

챔버(3631)는 제1 냉각 유로(3630)들에 연결 형성되며, 차폐벽(3611) 내부에서 보강 돌기부(3615)의 내부까지 이어져 형성된다. 챔버(3631)는 터빈 중심축의 길이방향(y축 방향)으로 이어져 형성된다. 링 세그먼트의 내부에는 2개의 챔버(3631)가 터빈의 원주방향(x축 방향)으로 이격 배치된다.

챔버(3631)의 내부에는 일단만 챔버(3631)의 내면에 고정된 복수의 격벽(3635)이 형성될 수 있으며, 격벽(3635)은 챔버(3631)의 높이 방향으로 이격 배치된다. 서로 이웃하여 마주하는 격벽(3635)은 고정단이 챔버(3631)의 서로 다른 내면에 고정되고, 이웃하는 격벽(3635)이 고정된 부분의 상하에는 자유단이 위치한다. 즉, 상부에 형성된 격벽(3635)이 챔버(3631)의 제1 면에 고정되고, 제1 면과 마주하는 제2 면에서 이격되면, 하부에 형성된 격벽(3635)은 제1 면에서 이격되어 제2 면에 고정된다.

이에 따라 챔버(3631) 내에서 공기는 사행형상(serpentine)으로 구불구불한 유동을 형성한다. 본 제3 실시예와 같이 챔버(3631) 내부에 격벽(3635)이 형성되면 공기가 격벽(3635)을 타격하여 냉각 효율이 향상될 뿐만 아니라 공기의 체류 시간이 증가하므로 냉각 효율이 향상될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제4 실시예에 따른 링 세그먼트에 대해서 설명한다. 도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 링 세그먼트를 도시한 종단면도이다.

도 8을 참조하여 설명하면, 본 제4 실시예에 따른 링 세그먼트(4600)는 제1 냉각 유로(4630)와 챔버(4631)의 구조를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 링 세그먼트와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.

차폐벽(4611)은 사각판으로 이루어지며 차폐벽(4611)의 외면에는 제1 후크부(4612)와 제2 후크부(미도시)가 형성될 수 있다. 메인 캐비티(CA)는 제1 후크부(4612)와 제2 후크부(미도시) 사이에 형성되며 냉각을 위한 공기가 메인 캐비티(CA)로 공급된다.

보강 돌기부(4615)는 차폐벽(4611)에서 터빈 케이싱을 행하여 외측으로 돌출되며, 터빈의 중심축의 길이방향(y축 방향)으로 이어져 제1 후크부(4612)와 제2 후크부를 연결할 수 있다. 제1 냉각 유로(4630)는 메인 캐비티(CA)와 차폐벽(4611)의 서로 마주하는 제1 측면(S1)을 연결한다. 제1 냉각 유로(4630)는 메인 캐비티(CA)를 사이에 두고 차폐벽(4611)의 양쪽 가장자리에 각각 형성될 수 있다.

제1 냉각 유로(4630)는 터빈(4300)의 원주방향(x축 방향)으로 이어져 형성되며, 또한 복수의 제1 냉각 유로(4630)는 터빈 중심축의 길이방향(y축 방향)으로 이격 배열된다.

제1 냉각 유로(4630)의 입구(4632)는 보강 돌기부(4615)의 내측면에 형성되고, 제1 냉각 유로(4630)의 출구(4633)는 제1 측면(S1)에 형성된다. 상기한 바와 같이 복수의 링 세그먼트(4600)는 터빈(4300)의 원주방향으로 연이어 배열되므로 제1 측면(S1)은 이웃하는 링 세그먼트(4600)와 마주한다.

제2 냉각 유로(4620)는 메인 캐비티(CA)와 차폐벽(4611)의 서로 마주하는 제2 측면을 연결한다. 제2 냉각 유로(4620)는 제1 냉각 유로(4630)와 교차하는 방향으로 형성되되 터빈의 중심축의 길이방향(y축 방향)으로 이어져 형성된다.

차폐벽(4611) 내에는 복수의 챔버가 형성되는데, 복수의 챔버는 제1 냉각 유로(4630)들에 연결 형성된다. 제1 챔버(4631)와 제2 챔버(4634)는 보강 돌기부(4615)의 높이 방향으로 이격 배치된다. 제1 챔버(4631)와 제2 챔버(4634)는 원형의 종단면을 갖고, 제1 냉각 유로(4630)는 제1 챔버(4631)와 제2 챔버(4634)의 중심에 대하여 편심된 방향으로 연결되어 챔버(4631) 내부에서 스월을 유도한다. 제1 냉각 유로(4630)는 스월을 유도할 수 있도록 제1 챔버(4631)와 제2 챔버(4634)에 접선방향으로 연결될 수 있다.

또한, 제1 냉각 유로(4630)는 제1 챔버(4631)와 제2 챔버(4634)를 연결하는 연결 유로(4635)를 더 포함하며, 연결 유로(4635)는 제1 챔버(4631)와 제2 챔버(4634)의 중심에 대하여 편심된 방향으로 제1 챔버(4631)와 제2 챔버(4634)에 연결된다. 연결 유로(4635)는 제1 챔버(4631)와 제2 챔버(4634)의 접선 방향으로 제1 챔버(4631)와 제2 챔버(4634)에 연결될 수 있다.

본 제4 실시예와 같이 링 세그먼트 내부에 복수의 챔버가 형성되고, 제1 냉각 유로(4630)가 제1 챔버(4631)와 제2 챔버(4634)의 중심에 대하여 편심된 방향으로 연결되면 제1 챔버(4631)와 제2 챔버(4634) 내부에서 스월이 형성되어 냉각 효율이 더욱 향상될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제5 실시예에 따른 링 세그먼트에 대해서 설명한다. 도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 링 세그먼트를 도시한 종단면도이다.

도 9를 참조하여 설명하면, 본 제5 실시예에 따른 링 세그먼트(5600)는 제1 냉각 유로(5630)와 챔버(5631)의 구조를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 링 세그먼트와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.

차폐벽(5611)은 사각판으로 이루어지며 차폐벽(5611)의 외면에는 제1 후크부(5612)와 제2 후크부(미도시)가 형성될 수 있다. 메인 캐비티(CA)는 제1 후크부(5612)와 제2 후크부 사이에 형성되며 냉각을 위한 공기가 메인 캐비티(CA)로 공급된다.

보강 돌기부(5615)는 차폐벽(5611)에서 터빈 케이싱을 행하여 외측으로 돌출되며, 터빈의 중심축의 길이방향(y축 방향)으로 이어져 제1 후크부(5612)와 제2 후크부를 연결할 수 있다. 제1 냉각 유로(5630)는 메인 캐비티(CA)와 차폐벽(5611)의 서로 마주하는 제1 측면(S1)을 연결한다. 제1 냉각 유로(5630)는 메인 캐비티(CA)를 사이에 두고 차폐벽(5611)의 양쪽 가장자리에 각각 형성될 수 있다.

제1 냉각 유로(5630)는 터빈(5300)의 원주방향(x축 방향)으로 이어져 형성되며, 또한 복수의 제1 냉각 유로(5630)는 터빈 중심축의 길이방향(y축 방향)으로 이격 배열된다.

제1 냉각 유로(5630)의 입구(5632)는 보강 돌기부(5615)의 내측면에 형성되고, 제1 냉각 유로(5630)의 출구(5633)는 제1 측면(S1)에 형성된다. 상기한 바와 같이 복수의 링 세그먼트(5600)는 터빈(5300)의 원주방향으로 연이어 배열되므로 제1 측면(S1)은 이웃하는 링 세그먼트(5600)와 마주한다.

제2 냉각 유로(5620)는 메인 캐비티(CA)와 차폐벽(5611)의 서로 마주하는 제2 측면을 연결한다. 제2 냉각 유로(5620)는 터빈의 중심축의 길이방향(y축 방향)으로 이어져 형성된다.

챔버(5631)는 제1 냉각 유로(5630)들에 연결 형성되며, 차폐벽(5611) 내부에서 보강 돌기부(5615)의 내부까지 이어져 형성된다. 챔버(5631)는 터빈 중심축의 길이방향(y축 방향)으로 이어져 형성된다. 링 세그먼트(5600)의 내부에는 2개의 챔버(5631)가 터빈의 원주방향(x축 방향)으로 이격 배치된다.

챔버(5631)의 내부에는 복수의 다공판(5635)이 챔버(5631)의 높이 방향으로 이격 배치된다. 다공판(5635)은 대략 직사각형의 판으로 이루어질 수 있으며, 챔버(5631)의 길이방향(y축 방향)으로 이어져 형성될 수 있다. 다공판(5635)에는 복수의 홀이 형성되며 공기는 다공판(5635)을 통과하여 챔버(5631)에서 배출될 수 있다. 이에 따라 챔버(5631) 내에서 다공판(5635)을 통해서 공기가 열을 전달 받아 링 세그먼트(5600)의 냉각 효율이 향상될 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 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.

1000: 가스 터빈
1100: 압축기
1130: 압축기 블레이드
1140: 베인
1150: 하우징
1170: 토크 튜브
1200: 연소기
1300: 터빈
1310: 로터 디스크
1400: 터빈 블레이드
1500: 베인
1600, 2600, 3600, 4600, 5600: 링 세그먼트
1611, 2611, 3611, 4611, 5611: 차폐벽
1612, 2612, 3612, 4612, 5612: 제1 후크부
1613: 제2 후크부
1615, 2615, 3615, 4615, 5615: 보강 돌기부
1631, 2631, 3631, 5631: 챔버
1630, 2630, 3630, 4630, 5630: 제1 냉각 유로
1620, 2620, 3620, 4620, 5620: 제2 냉각 유로
1800: 터빈 케이싱
3635: 격벽
4631: 제1 챔버
4634: 제2 챔버
4635: 연결 유로
5635: 다공판
CA: 메인 캐비티
S1: 제1 측면
S2: 제2 측면

Claims

터빈 블레이드를 수용하는 터빈 케이싱에 장착되는 링 세그먼트에 있어서,
상기 터빈 케이싱의 내벽과 마주하는 차폐벽;
상기 차폐벽에서 상기 터빈 케이싱을 향하여 돌출되어 상기 터빈 케이싱에 결합되는 제1 후크부와 제2 후크부;
상기 제1 후크부와 상기 제2 후크부 사이에 형성된 메인 캐비티;
상기 메인 캐비티와 상기 차폐벽의 서로 마주하는 제1 측면을 연결하는 복수의 제1 냉각 유로;
상기 제1 냉각 유로와 교차하는 방향으로 이어지되 상기 메인 캐비티와 상기 차폐벽의 서로 마주하는 제2 측면을 연결하는 복수의 제2 냉각 유로; 및
상기 제1 냉각 유로들에 연결된 챔버;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 링 세그먼트.
제1 항에 있어서,
상기 제1 측면은 이웃하는 링 세그먼트와 마주하고, 상기 제2 측면은 이웃하는 베인과 마주하는 것을 특징으로 하는 링 세그먼트.
제1 항에 있어서,
상기 챔버는 상기 차폐벽 내부에 형성된 것을 특징으로 링 세그먼트.
제1 항에 있어서,
상기 챔버는 상기 제1 후크부에서 상기 제2 후크부를 향하는 방향으로 이어져 형성된 것을 특징으로 링 세그먼트.
제1 항에 있어서,
상기 제1 냉각 유로는 상기 터빈의 둘레 방향으로 이어져 형성되고,
상기 제2 냉각 유로는 상기 터빈의 중심축의 길이 방향으로 이어져 형성된 것을 특징으로 링 세그먼트.
제1 항에 있어서,
상기 차폐벽에서 돌출되며 상기 제1 후크부에서 상기 제2 후크부를 향하는 방향으로 이어진 보강 돌기부를 더 포함하는 것을 특징으로 링 세그먼트.
제6 항에 있어서,
상기 제1 냉각 유로의 입구는 상기 보강 돌기의 내측면에 형성되고, 상기 제2 냉각 유로의 출구는 상기 제1 측면에 형성된 것을 특징으로 링 세그먼트.
제6 항에 있어서,
상기 챔버는 상기 차폐벽의 내부에서 상기 보강 돌기부의 내부까지 이어져 형성된 것을 특징으로 링 세그먼트.
제8 항에 있어서,
상기 챔버의 상면은 상기 차폐벽의 상면보다 더 높이 위치하고, 상기 챔버의 하면은 상기 차폐벽의 상면보다 더 낮게 위치하는 것을 특징으로 링 세그먼트.
제8 항에 있어서,
상기 챔버의 내부에는 일단만 상기 챔버에 고정된 복수의 격벽이 형성되고, 서로 이웃하여 마주하는 상기 격벽은 고정단이 상기 챔버의 서로 다른 내면에 고정된 것을 특징으로 링 세그먼트.
제8 항에 있어서,
상기 챔버는 원형의 종단면을 갖고, 상기 제1 냉각 유로는 상기 챔버 내부에서 스월을 유도할 수 있도록 상기 챔버의 중심에 대하여 편심된 방향으로 연결된 것을 특징으로 링 세그먼트.
제8 항에 있어서,
상기 제1 냉각 유로에는 상기 보강 돌기의 높이 방향으로 이격되되 원형의 종단면을 갖는 복수의 챔버가 연결 형성되고, 상기 챔버들은 상기 챔버의 중심에 대하여 편심된 방향으로 이어진 연결 유로에 의하여 서로 연통된 것을 특징으로 링 세그먼트.
제8 항에 있어서,
상기 챔버에는 상기 챔버의 높이 방향으로 이격된 복수의 다공판이 설치되고 상기 다공판은 상기 챔버의 길이방향으로 이어져 형성된 것을 특징으로 링 세그먼트.
회전 가능한 로터 디스크, 상기 로터 디스크에 설치되는 복수의 터빈 블레이드와 터빈 베인, 상기 터빈 블레이드와 상기 터빈 베인을 수용하는 터빈 케이싱, 상기 터빈 케이싱에 결합되며 상기 터빈 블레이드의 외측에 위치하는 복수의 링 세그먼트를 포함하는 터빈으로서,
상기 링 세그먼트는 상기 터빈 케이싱의 내벽과 마주하는 차폐벽과 상기 차폐벽에서 상기 터빈 케이싱을 향하여 돌출되어 상기 터빈 케이싱에 결합되는 제1 후크부와 제2 후크부를 포함하고,
상기 링 세그먼트의 내부에는 상기 터빈의 둘레방향으로 이어진 복수의 제1 냉각 유로와 상기 제1 냉각 유로들에 연결되며 상기 터빈의 중심축의 길이방향으로 이어진 챔버가 형성된 것을 특징으로 하는 터빈.
제14 항에 있어서,
상기 제1 냉각 유로는 상기 제1 후크부와 상기 제2 후크부 사이에 형성된 메인 캐비티와 이웃하는 링 세그먼트와 마주하는 제1 측면을 연결하는 것을 특징으로 하는 터빈.
제14 항에 있어서,
상기 차폐벽에서 돌출되며 상기 제1 후크부에서 상기 제2 후크부를 향하는 방향으로 이어진 보강 돌기부를 더 포함하고,
상기 챔버는 상기 차폐벽의 내부에서 상기 보강 돌기부의 내부까지 이어져 형성된 것을 특징으로 하는 터빈.
제16 항에 있어서,
상기 챔버의 내부에는 일단만 상기 챔버에 고정된 복수의 격벽이 형성되고, 서로 이웃하여 마주하는 상기 격벽은 고정단이 상기 챔버의 서로 다른 내면에 고정된 것을 특징으로 하는 터빈.
제17 항에 있어서,
상기 챔버는 원형의 종단면을 갖고, 상기 제1 냉각 유로는 상기 챔버 내부에서 스월을 유도할 수 있도록 상기 챔버의 중심에 대하여 편심된 방향으로 연결된 것을 특징으로 하는 터빈.
제17 항에 있어서,
상기 제1 냉각 유로에는 상기 보강 돌기의 높이 방향으로 이격되되 원형의 종단면을 갖는 복수의 챔버가 연결 형성되고, 상기 챔버들은 상기 챔버의 중심에 대하여 편심된 방향으로 이어진 연결 유로에 의하여 서로 연통된 것을 특징으로 하는 터빈.
제17 항에 있어서,
상기 챔버에는 상기 챔버의 높이 방향으로 이격된 복수의 다공판이 설치되고 상기 다공판은 상기 챔버의 길이방향으로 이어져 형성된 것을 특징으로 하는 터빈.