WO2015108354A1 - Blade tip sealing apparatus for gas turbine - Google Patents

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WO2015108354A1
WO2015108354A1 PCT/KR2015/000443 KR2015000443W WO2015108354A1 WO 2015108354 A1 WO2015108354 A1 WO 2015108354A1 KR 2015000443 W KR2015000443 W KR 2015000443W WO 2015108354 A1 WO2015108354 A1 WO 2015108354A1
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gas turbine
blade
blade tip
seal
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PCT/KR2015/000443
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Korean (ko)
Inventor
김경국
정성철
Original Assignee
두산중공업 주식회사
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    • F01D5/12Blades
    • F01D5/22Blade-to-blade connections, e.g. for damping vibrations
    • F01D5/225Blade-to-blade connections, e.g. for damping vibrations by shrouding
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
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    • F01D11/127Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part with a deformable or crushable structure, e.g. honeycomb
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    • F05D2260/70Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
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    • F05D2260/70Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
    • F05D2260/74Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades by turning around an axis perpendicular the rotor centre line

Definitions

  • the present invention relates to a blade tip sealing device of a gas turbine, and more particularly, to the loss of combustion gas leakage through the generation of a countercurrent flow in a gap between the casing and the blade of the turbine in a direction opposite to the main flow direction of the combustion gas.
  • Blade tip sealing device for gas turbines to reduce the risk of blade breakage due to rubbing as well as reduce the risk of blade breakage due to securing adequate clearance between turbine casing and blades It is about.
  • a gas turbine device is a kind of turbomachine that burns fuel by using high pressure compressed air and generates rotational power by using high temperature / high pressure combustion gas discharged during combustion.
  • the gas turbine of such a configuration has a compressor that sucks external air and compresses it to high pressure, a combustor that mixes and burns the air compressed at high pressure through the compressor, and a high / high pressure combustion gas discharged after combustion through the combustor. It can be divided into a turbine that generates the rotational force required for the generation of energy from the flow.
  • Figure 1 shows the leakage loss of the flow generated in a conventional gas turbine.
  • the turbine 71 includes a blade 75 that rotates at a high speed with respect to the rotating shaft 73 through a flow of combustion gas, and the leakage of the flow is at the free end of the blade 75. And at the gap site between the casing 77. That is, the flow of the combustion gas discharged after combustion is largely the main flow (C) discharged through the blade 75, the leakage flow (D) toward the gap portion between the blade 75 and the casing 77. Can be distinguished.
  • the shroud 79 located at the free end of the blade 75 has an outer surface of the casing 77.
  • the labyrinth seal 81 protruding toward the inner circumferential surface is integrally formed.
  • a honeycomb seal 83 is provided on the inner circumferential surface of the casing 77 to set a proper gap between the labyrinth seal 81.
  • the installation state of the labyrinth seal 81 on the blade 75 may be more clearly understood with reference to FIG. 2. That is, the labyrinth seal 81 protrudes from the outer surface of the shroud 79 in a vertical direction to secure an appropriate gap between the honeycomb seals 83.
  • the gap secured by the space between the labyrinth seal 81 and the honeycomb seal 83 is a shroud 79 and a fixed member including a blade 75 that rotates at high speed
  • a clearance greater than or equal to a gap is set to increase the overall efficiency of the engine. Because of the adverse effects that adversely affects at the same time, ensuring adequate clearance is a very important factor in the design of gas turbines.
  • the gap may contribute to the engine efficiency by reducing the leakage loss in the initial operation of the gas turbine, but rubbing due to thermal deformation between the rotor and the stator as the engine operating time increases This increases the risk of the occurrence of P, which in extreme cases results in damage to the parts due to contact.
  • the leakage flow D is accompanied through a gap portion formed between the casing 77 and the engine efficiency.
  • the blade 75 with the labyrinth seal 81 can reduce the leakage flow (D) generated in the gap portion with the casing 77, but with respect to the structural stability.
  • the aerodynamic performance could be improved by lowering the leakage degree of the combustion gas. Due to the additional setting of the labyrinth seal 81 corresponding to the heavy part at the free end of the member rotating at high speed due to the characteristics of), the problem of durability and consequently durability is to offset the expected effect of improved aerodynamic performance. Since it acts as a sufficient factor, there is a need for a countermeasure in a different direction to the leakage of combustion gas. In particular, the countercurrent flow accompanying the setting of the labyrinth seal 81 exhibits a flow characteristic corresponding to a kind of vortex that is insufficient to completely block the leakage flow D, and thus, the method of this method is further required.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned matters, and the combustion gas is formed through the formation of a blow seal for generating a counterflow flow opposite to the main flow direction of the combustion gas at the gap between the casing and the blade of the turbine. It is an object of the present invention to provide a blade tip sealing device of a gas turbine that can improve the energy efficiency of an engine by minimizing leakage loss.
  • the present invention lowers the risk of breakage of the blades due to rubbing by securing a proper gap between the casing and the blade of the turbine by forming the blow seal, thereby delaying the blade replacement cycle as well as extending the life of the blade accordingly It is an object of the present invention to provide a blade tip sealing device of a gas turbine capable of pursuing economic feasibility.
  • the present invention for achieving the above object is a casing configured to guide the flow of combustion gas, a plurality of blades coupled to the rotating shaft in the casing, a shroud is installed to surround the front end of the blade, and the shroud Disclosed is a blade tip sealing apparatus of a gas turbine having a plurality of blow seals formed along a circumference to produce a counter flow in a direction opposite to a main flow of combustion gas.
  • the blow seal is formed of at least one of the shape of the rectangular cross section or the various cross-sectional shape, the wedge shape of the horizontal cross section, the wedge shape of the horizontal and vertical cross section, and the airfoil cross section shape on the outer surface of the shroud. .
  • the blow seal is formed to have the same pitch at the inlet and the outlet based on the direction of the counterflow flow, or different pitches at the inlet and the outlet based on the direction of the counterflow flow. It is formed to have.
  • the blow seal is arranged by varying the inclination angle with respect to the shroud.
  • the present invention further includes a flow guide vane protruding outwardly from the outer surface of the blow seal to the outside, wherein the flow guide vane is formed in an inclined upward direction from the base of the blow seal toward the free end.
  • the flow guide vane is formed as a linear outlet extension or streamlined outlet extension that extends the separation distance from the inlet to the outlet relative to the formation direction of the reflux flow.
  • the flow guide feather when the flow guide feather is a streamlined outlet expansion type, it is formed in a concave upward shape or a convex upward shape from the base of the blow seal toward the free end.
  • the flow guide feather is a first flow guide portion formed in the form inclined upward toward the free end from the base of the blow seal, and inclined downward toward the base of the outlet side of the blow seal from the first flow guide portion It consists of a second flow guide formed in the form, the first flow guide and the second flow guide is formed at a distance apart.
  • the present invention is a casing configured to guide the flow of the combustion gas, a plurality of blades coupled to the rotating shaft in the casing, a shroud is installed to surround the front end of the blade, the shroud is formed in a plurality along the perimeter around the combustion gas
  • a blade tip sealing device for a gas turbine having a blow seal that generates a counter flow in a direction opposite to the main flow of and a turning facility for variably adjusting the inclination angle of the blow seal according to the rotational speed of the blade.
  • the turning device is a hinge shaft rotatably supporting the blow seal, a pressure chamber for rotatably receiving the hinge shaft therein, a rotor coupled to the hinge shaft and divides the inside of the pressure chamber And an operating facility for providing an operating pressure inside the pressure chamber partitioned by the rotor.
  • the operation equipment is a plurality of pressure pipes formed to be in communication with the space divided by the rotor in the pressure chamber, the direction control valve for controlling the supply of the operating pressure through the pressure pipe, It includes a hydraulic pump for supplying a working pressure into the pressure chamber, a pressure control valve for regulating the operating pressure supplied to the directional control valve.
  • the present invention further includes a rotation speed detection unit for detecting a rotation speed of the blade, and a control unit for controlling the operation of the direction control valve and the pressure control valve according to the rotation speed detected from the rotation speed detection unit. It further comprises a relief valve for cutting off the operating pressure supplied, the relief valve is installed between the direction control valve and the pressure control valve.
  • the present invention can minimize the leakage loss of the combustion gas through the generation of a return flow in the gap between the casing and blade tip of the gas turbine in the direction opposite to the main flow direction of the combustion gas, thereby improving the overall energy efficiency of the engine. Will provide a beneficial effect.
  • the present invention optimizes the flow at the surface of the blow seal with the application of various changes in the shape of the blow seal, such as the application of various cross-sectional shapes, which are optimized in generating a counter flow opposite the main flow direction at the gap between the casing and the blade.
  • Leakage flow can be minimized by providing fluidity in a specific direction due to the addition of protrusions for guiding in the direction of, and above all, the angle of inclination that takes into account the rotational speed of the turbine in setting the blow seal for generating the counterflow flow
  • Proper modifications and therefore optimum control can be implemented simultaneously, minimizing losses due to combustion gas leakage.
  • the present invention extends the endurance life of the parts by ensuring a minimum clearance that can completely eliminate the risk of rubbing caused by thermal deformation over the operating time of the engine in the gap between the casing and the blade. And the economical effect of delaying the blade replacement cycle as much as possible.
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional view for explaining the leakage loss of flow between a blade and a casing of a conventional gas turbine.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically illustrating an installation state of a labyrinth seal provided in the turbine blade illustrated in FIG. 1 to reduce leakage loss generated between the casing and the casing.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing the overall configuration of a gas turbine engine to which an embodiment of the present invention is applied.
  • Figure 4 is a partial cross-sectional view showing the main components in the blade tip sealing device of the gas turbine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view schematically illustrating an installation state of a blow seal for reducing leakage loss generated between the casing in the turbine blade shown in FIG. 4.
  • FIGS. 6 through 9 are plan views partially illustrating various modified forms of the cross-sectional shape of a blow seal according to various embodiments of the present disclosure.
  • 10 to 13 are side views partially showing various modifications to the side shape of the blow seal as various embodiments of the present invention.
  • FIG. 14 is a perspective view partially showing the main components of a turning device for variably adjusting the inclination angle of the blow seal with respect to the tip of the blade as another embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a view showing an overall configuration including a hydraulic circuit in the turning facility shown in FIG. 14.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing the overall configuration of a gas turbine engine to which an embodiment of the present invention is applied.
  • the gas turbine engine includes an intake unit 10 that sucks outside air, a compressor 12 that compresses the outside air sucked through the intake unit 10 to a high pressure, and the compressor 12.
  • Combustor 14 which mixes air compressed at high pressure with fuel and then burns it to produce hot / high pressure combustion gas, and generates energy from the high temperature / high pressure combustion gas flow combusted through the combustor 14.
  • Turbine 16 for generating the required rotational force
  • exhaust unit 18 for discharging the combustion gas passed through the turbine 16 to the outside, and the compressor 12 and the turbine 16 in conjunction with the generator (not shown) It is configured to include a rotating shaft 20 for driving.
  • the intake unit 10 serves to guide the compressor 12 to the outside air introduced as a portion for receiving intake air from the outside.
  • the inlet of the intake portion 10 is formed in the shape of a bellmouth (bellmouth) is configured to allow a greater amount of outside air to flow.
  • the compressor 12 serves to pressurize the suction air introduced through the intake unit 10 and supply the compressed air to the combustor 14.
  • the compressor 12 includes a guide vane for guiding the flow direction of intake air, a rotor blade disposed at the rear of the guide vane and rotating together with the rotation shaft 20, and a stator vane disposed at the rear of the rotor blade.
  • the compressor 12 alternately installs the rotor blades and the stator vanes on the rotation shaft 20, and arranges the rotor blades and the stator vanes in a plurality of rows along the axial direction of the rotation shaft 20, respectively. It consists of a multi-stage facility that gradually pressurizes the air being sucked in several stages to convert it into a high pressure state.
  • the combustor 14 is disposed radially over the entire circumference of the flow path of the air compressed to high pressure via the compressor 12 to generate a high temperature / high pressure combustion gas according to the combustion of a mixture of air and fuel. Do this.
  • the combustor 14 is composed of a can type, an annular type and a can-annular type.
  • the turbine 16 is a facility that rotates by the flow of the high temperature / high pressure combustion gas provided through the combustor 14 to generate power required for driving the generator, and similarly to the compressor 12.
  • the rotor blades and the stator vanes are arranged in multiple rows, respectively, along the axial direction of the rotation shaft 20. That is, the turbine 16 alternately installs the rotor blades and the stator vanes on the rotation shaft 20, respectively, and rotates the rotor blades and the stator vanes in a plurality of rows in the axial direction of the rotation shaft 20, respectively. It arrange
  • the exhaust unit 18 serves to discharge the combustion gas that provides the rotational force to the turbine 16 to the outside.
  • the exhaust unit 18 is configured to be in communication with a purification facility for post-treatment of exhaust gas in consideration of environmental problems such as air pollution.
  • the rotating shaft 20 is a shaft member including the compressor 12 and the turbine 16 to rotate together by interlocking the generator, it may be composed of a single shaft member or a plurality of shaft members.
  • an arrow denoted by reference numeral A in FIG. 3 denotes a flow direction of intake air introduced into the gas turbine through the intake unit 10, and an arrow denoted by reference numeral B denotes the compressor 12.
  • Means the flow direction of the compressed air is compressed to high pressure through, the arrow denoted by the reference C is burned through the combustor 14 and then rotates the turbine 16 and then outward through the exhaust (18) It means the flow direction of discharged combustion gas.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing the main components of the blade tip sealing device of the gas turbine according to an embodiment of the present invention
  • Figure 5 is to reduce the leakage loss generated between the casing in the turbine blade shown in FIG. It is a perspective view schematically showing the installation state of the blow seal for.
  • the turbine 16 has a honeycomb seal 24 for hermeticity with the free end of the blade front end corresponding to the tip of the blade 26 in the casing 22. Install). That is, the honeycomb seal 24 is provided in a form surrounding the tip portion of the blade 26 from the outside over the entire circumference of the inner circumferential surface of the casing 22. At this time, a proper gap is secured between the honeycomb seal 24 and the tip portion of the blade 26 to prevent damage to the member due to contact.
  • the blade 26 generates a countercurrent flow E directed in a direction opposite to the main flow C of the combustion gas provided from the combustor 14, whereby the inner circumferential surface of the casing 22 or the honeycomb seal (A separate tip sealing device is provided to reduce the efficiency loss of the engine due to the leakage flow (D) of the combustion gas resulting from the formation of the gap between 24 and 24.
  • the degree of the return flow (E) generated by the tip sealing device is preferably adjusted to be within a range that does not impair the overall efficiency of the engine.
  • the inflow is more than a predetermined amount by the labyrinth seal 81. Blocked.
  • the labyrinth seal is eliminated and the flow of some of the incoming combustion gas is diverted to the countercurrent flow E by the tip sealing device, thereby preventing the leakage flow D of the combustion gas.
  • the tip sealing device is for generating a countercurrent flow (E) in a direction opposite to the main flow (C) of the combustion gas from the combustor 14 toward the turbine 16, the countercurrent flow of the combustion gas ( E) may be generated at the gap between the casing 22 and the blade 26, that is, between the honeycomb seal 24 installed on the inner circumferential surface of the casing 22 and the tip portion of the blade 26.
  • the countercurrent flow of the combustion gas ( E) may be generated at the gap between the casing 22 and the blade 26, that is, between the honeycomb seal 24 installed on the inner circumferential surface of the casing 22 and the tip portion of the blade 26.
  • the tip sealing device is composed of a blow seal 30 formed on the outer peripheral surface of the outer surface of the annular shroud 28 that is installed over the entire circumference of the blade 26.
  • the blow seal 30 is provided in a plurality of quantities at intervals of equal intervals or uneven intervals over the outer circumference of the outer surface of the shroud 28.
  • the blow seal 30 has a predetermined angle of inclination with respect to the virtual reference line L (see FIG. 5) along the circumferential direction of the shroud 28 of the virtual reference line facing the circumferential direction of the turbine blade 26. It is arranged to be.
  • the inclination angle of the blow seal 30 may be generated in the countercurrent flow E in a direction opposite to the main flow C of the combustion gas based on the rotation direction R of the blade 26. Is set. That is, the countercurrent flow E of the combustion gas by the blow seal 30 corresponds to the incidental flow of the combustion gas generated from the rotation of the blade 26 by the main flow C of the combustion gas. It is created in the reverse direction along the gap between the blow seals 30 at the gap portion between the honeycomb seals 24.
  • the tip sealing device receives a return flow flow E of the combustion gas from the combustor 14 in a direction opposite to the main flow C of the combustion gas from the combustor 14 to the turbine 16. It consists of a blow seal 30 which can be generated between the blades 26, that is, between the honeycomb seal 24 installed on the inner circumferential surface of the casing 22 and the tip portion of the shroud 28. That is, after a part of the main flow C of the combustion gas discharged between the blades 26 is guided between the shroud 28 and the honeycomb seal 24, the countercurrent flow E is formed in the direction of the arrow of FIG. 5. In order to achieve this, it is preferable that the inclination angle formed by the virtual reference line L and the blow seal 30 is an acute angle (to be described later).
  • FIGS. 6 to 9 are various embodiments of the present invention, which are plan views partially illustrating various modified forms of the cross-sectional shape of the blow seal (the overlapping of the arrangement or the inclination angle of the blow seal in describing the embodiment may be repeated). Description will be omitted).
  • the planar shape is a polygonal shape including a triangle and a quadrangle, or an elliptical shape or one side of the elliptical pointed deformation shape or the like.
  • the cross-sectional shape is based on a horizontal direction parallel to the tangential direction on the outer surface of the outer surface is composed of a plurality of members that are set to a rectangular plate form or a variety of cross-sectional shape.
  • a plurality of blow seals 30 may be provided, the planar shape may have a quadrangular shape, and a block shape having a predetermined thickness and width.
  • the plurality of blow seals 30 formed of the rectangular cross section or the members having various cross-sectional shapes are disposed at equal intervals or uneven intervals on the outer circumferential surface of the outer surface of the shroud 28 (hereinafter referred to as the reference line of FIG. Since the right side of the blow seal 30 is the inflow direction of the countercurrent flow E based on (L), it is defined as an inlet, and the left side of the blow seal 30 is the countercurrent flow E based on the reference line L. Since it is the outflow direction of, it is defined as the outlet part).
  • the blow seal 30 having the rectangular cross section or the various cross-sectional shapes is formed at the inlet portion (the right side of the drawing reference), that is, the portion corresponding to the inlet portion of the blow seal 30 based on the direction of the countercurrent flow E.
  • the intervals (pitch, P) and the intervals (pitch, P) of the portions corresponding to the outlet portions (the left side of the reference drawing) of the blow seal 30 may be arranged at equal intervals.
  • the blow seal 30 having a rectangular cross section or various cross-sectional shapes has different inlet spacing (pitch, P) and outlet spacing (pitch, P) in order to minimize the leakage flow D for the combustion gas. It may be set to be arranged at uneven intervals.
  • blow seal 30 having a rectangular cross section or various cross-sectional shapes is arranged to have a predetermined inclination angle with respect to the virtual reference line L along the circumferential direction of the shroud 28 in order to minimize the leakage flow D of the combustion gas. It is desirable to be.
  • the inclination angle A may be set to an optimal state with respect to the shroud 28 reference line L.
  • the inclination angle A may be an acute angle of 45 degrees or less. have.
  • the plurality of blow seals 30 may be arranged to have the same inclination angle with respect to the reference line L, or may be arranged to have different inclination angles between neighboring blow seals 30.
  • the inclination angles A of the blow seals 30 with respect to each other are set to be the same or different from each other.
  • the adjustment of the inclination angles and the arrangement of the blow seals 30 are the results of experiments or numerical analysis on the countercurrent flow E. According to the optimum shape can be found in advance.
  • the blow seal 30 has a cross section based on a horizontal direction in which the plane shape is parallel to the tangential direction on the outer surface of the shroud 28 when viewed from above the outer circumferential surface of the shroud 28.
  • the shape of the may be composed of a plurality of members that are set in the form of a triangular wedge (wedge) is gradually reduced from one side to the other side.
  • the blow seal 30 is provided in plurality, and is in the form of a block having a predetermined thickness. At this time, the plurality of blow seals 30 formed by the member of the wedge cross section is disposed on the outer peripheral surface of the shroud 28 at equal intervals or uneven intervals.
  • the interval (pitch, P) of the portion corresponding to the inlet portion of the blow seal 30 and the interval (pitch, P) of the portion corresponding to the outlet portion of the blow seal 30 are respectively set at equal intervals.
  • the blow seal 30 may be arranged at different intervals by setting the inlet gap (pitch, P) and the outlet gap (pitch, P) differently in order to minimize the leakage flow D for the combustion gas. have.
  • blow seal 30 is preferably arranged to have a predetermined inclination angle with respect to the virtual reference line L along the circumferential direction of the shroud 28 in order to minimize the leakage flow D of the combustion gas.
  • the wedge-shaped blow seal 30 of the horizontal section corresponds to the spacing (pitch, P) and the outlet portion (left of the drawing reference) corresponding to the inlet (right of the drawing) based on the direction of the return flow E.
  • the intervals (pitch, P) of the portions to be set are set at equal intervals, respectively.
  • the wedge-shaped blow seal 30 sets the gap (pitch, P) of the inlet part and the gap (pitch, P) of the outlet part at different intervals to minimize leakage flow D of the combustion gas.
  • the wedge-shaped blow seal 30 of the horizontal section may be arranged to set the inclination angle (A) to the optimal state with respect to the shroud 28 in order to minimize the leakage flow (D) of the combustion gas.
  • the inclination angles A of the blow seals 30 with respect to the shroud 28 are set to be the same or different from each other.
  • the wedge-shaped cross-sectional direction has a leading edge at the inlet of the counterflow flow E, the other end of which is relatively wider than one end of the wedge shape.
  • a plurality of blow seals 30 are provided, and when the top surface of the shroud 28 is viewed from above, the shape of the plane is tangential to the outside of the shroud 28. It may have a triangular wedge shape in which the shape of the cross section is gradually reduced with respect to the horizontal direction parallel to the direction, and has a tetrahedral shape in which the bottom surface is a wedge shape when viewed in the direction of the virtual reference line L. . It consists of a plurality of members set in the form of a triangular wedge in which the cross-sectional area is gradually reduced on the basis of the same vertical direction as the forming direction of the blade 26. At this time, the plurality of blow seals 30 formed by the member of the wedge cross section is disposed on the outer circumferential surface of the shroud 28 at equal intervals or uneven intervals on the outer surface.
  • blow seals 30 are the same as in the embodiment of FIG. 7, and thus detailed descriptions thereof will be omitted.
  • the wedge-shaped blow seal 30 of the horizontal and vertical cross-sections correspond to the interval between the inlet portion (the right side of the drawing) and the outlet portion (the left side of the drawing) based on the direction of the return flow E.
  • the intervals (pitch, P) of the portions to be set are set at equal intervals, respectively.
  • the wedge-shaped blow seal 30 sets the gap (pitch, P) of the inlet part and the gap (pitch, P) of the outlet part at different intervals to minimize leakage flow D of the combustion gas. It may be arranged.
  • the wedge-shaped blow seal 30 of the horizontal and vertical cross-section may be arranged by setting the inclination angle (A) to the optimal state with respect to the shroud (28) in order to minimize the leakage flow (D) of the combustion gas.
  • the inclination angles A of the blow seals 30 with respect to the shroud 28 are set to be the same or different from each other.
  • the cross-sectional direction of the wedge shape is provided with a trailing edge at the outlet of the countercurrent flow E while arranging a leading edge at the inlet of the countercurrent flow E. It is also possible to arrange the trailing edge or, conversely, to arrange the trailing edge at the inlet of the countercurrent flow E and at the outlet of the countercurrent flow E.
  • a plurality of blow seals 30 are provided, and when the outer circumferential surface of the shroud 28 is viewed from above, the shape of the plane is tangential to the outer surface of the shroud 28. It consists of a plurality of members set in the form of airfoils whose shape of the cross section is gradually reduced with respect to the horizontal direction parallel to the direction. It can have At this time, the plurality of blow seals 30 formed by the member of the airfoil cross section is disposed on the outer circumferential surface at the outer surface of the shroud 28 at equal intervals or uneven intervals.
  • the interval (pitch, P) of the portion corresponding to the inlet portion of the blow seal 30 and the interval (pitch, P) of the portion corresponding to the outlet portion of the blow seal 30 are respectively set at equal intervals.
  • the blow seal 30 may be arranged at different intervals by setting the inlet gap (pitch, P) and the outlet gap (pitch, P) differently in order to minimize the leakage flow D for the combustion gas. have.
  • blow seal 30 is preferably arranged to have a predetermined inclination angle with respect to the virtual reference line L along the circumferential direction of the shroud 28 in order to minimize the leakage flow D of the combustion gas.
  • the blow seal 30 of the cross-sectional shape of the airfoil corresponds to the interval (pitch, P) and the outlet portion (left side of the drawing) corresponding to the inlet portion (right side of the drawing) based on the direction of the return flow E. It arrange
  • the airfoil type blow seal 30 sets the gap (pitch, P) of the inlet part and the gap (pitch, P) of the outlet part differently to minimize the leakage flow D for the combustion gas. It may be arranged as.
  • the airfoil type blow seal 30 may be disposed by setting the inclination angle A to an optimal state with respect to the shroud 28 in order to minimize the leakage flow D of the combustion gas.
  • the inclination angles A of the blow seals 30 with respect to the shroud 28 are set to be the same or different from each other.
  • the cross-sectional direction which is wider than the other end of the airfoil type, has a leading edge at the inlet of the counterflow flow E. Placing a trailing edge opposite the leading edge at the outlet of the reflux flow E while placing it at the inlet of E), or conversely placing a trailing edge at the inlet of the reflux flow E It is also possible to arrange the leading edge at the outlet of the reflux flow E.
  • the blade tip sealing apparatus of the gas turbine according to the present invention through the generation of the return flow (E) by the combustion gas according to the formation of the blow seal (30)
  • Engine efficiency is minimized by branching from the main flow C of combustion gas and minimizing the degree of leakage flow D towards the gap between the honeycomb seal 24 of the casing 22 and the tip of the blade 26. Can contribute to improvement.
  • 10 to 13 are side views partially showing various modifications to the side shape of the blow seal as various embodiments of the present invention.
  • the blow seal 30 defines a flow direction with respect to the countercurrent flow E of the combustion gas with a gap portion with the inner circumferential surface of the honeycomb seal 24 located on the inner circumferential surface of the casing 22.
  • a guiding flow guide vane 32 protruding from the outer surface toward the outside for guiding therefrom, the arrangement direction of which is from the base toward the shroud 28 at the blow seal 30; 22 is set in the form of inclined upward toward the free end toward the honeycomb seal 24.
  • the flow guide vane 32 is formed in at least one of the two sides of the blow seal 30.
  • the flow guide vanes 32 are disposed in plural to be spaced apart from the surface of the blow seal 30 at a predetermined interval.
  • the flow guide feather 32 is an outlet portion (right side of the drawing) from an inlet portion (right side of the drawing) based on the direction of formation of the return flow E by the combustion gas according to the formation of the blow seal 30. It is arranged in the form of extending the separation distance between each other toward.
  • the overall shape of the flow guide feather 32 is in the form of a straight line.
  • the distribution of the counterflow flow E set by the linear outlet extension flow guide blade 32 can be uniformly dispersed and diffused from the inlet to the outlet of the blow seal 30, so that the combustion gas Branching from the main flow C of the can further contribute to minimizing the degree of leakage flow D towards the gap between the honeycomb seal 24 of the casing 22 and the tip of the blade 26. .
  • the flow guide vane 32 has the same arrangement as the flow guide vane 32 shown in FIG. 10. However, each of the flow guide vanes 32 is formed to have a curved curvature in a concave upward shape from the base of the blow seal 30 toward the honeycomb seal 24 of the casing 22. Even in the case of the streamlined outlet extended flow guide blade 32 set in such a shape, an effect similar to the guide blade shown in FIG. 10 can be realized, and above all, the honeycomb seal 24 of the casing 22 and It is possible to provide an effect that can further promote the return flow (E) toward the gap portion between the tip of the blade 26.
  • E return flow
  • the flow guide feather 32 has the same arrangement as the flow guide feather 32 shown in FIGS. 10 and 11, respectively.
  • each of the flow guide vanes 32 is upwardly convex toward the honeycomb seal 24 of the casing 22 from the base of the blow seal 30 as compared to the flow guide vanes 32 shown in FIG. 11. It is formed to have a curved curvature.
  • the honeycomb seal of the casing 22 Even in the case of the streamlined outlet type extended flow guide feather 32 set in such a shape, an effect similar to that of the guide feather shown in FIGS. 10 and 11 can be realized, and above all, the honeycomb seal of the casing 22. It will provide the effect of promoting the countercurrent flow E toward the gap portion between the 24 and the tip of the blade 26 as well as the countercurrent flow E towards the outlet of the blow seal 30 together. It becomes possible.
  • the flow guide vanes 32 are different from the flow guide vanes 32 shown in FIGS. 10 to 12, respectively, at the base of the blow seal 30 at the inlet of the blow seal 30.
  • the first flow guide portion 32a set in an inclined manner upward toward the honeycomb seal 24 of the casing 22 and the outlet portion side of the blow seal 30 from the first flow guide portion 32a. It consists of the 2nd flow guide part 32b set in the form inclined downward toward the base part. That is, FIG. 13 corresponds to a blow seal 30 with a streamlined composite flow guide vane 32.
  • the first flow guide portion 32a and the second flow guide portion 32b are formed to have a predetermined distance. Accordingly, the initial flow of the counterflow flow E according to the formation of the first flow guide portion 32a is a gap portion between the honeycomb seal 24 of the casing 22 and the tip of the blade 26. And the end flow of the counterflow flow E according to the second flow guide portion 32b to block the leakage flow D entering the gap portion. Can be set to contribute to blocking the initial entry of the leakage flow D towards the gap site.
  • FIG. 14 is a perspective view partially showing the main components of a turning device for variably adjusting the inclination angle of the blow seal with respect to the tip end portion of the blade
  • FIG. 15 is a turning view shown in FIG. A diagram showing the overall configuration including the hydraulic circuit in the installation.
  • the blow seal 30 is returned by varying the inclination angle of the blow seal 30 with respect to the shroud 28 in response to the rotational speed of the blade 26.
  • a turning device for freely controlling the degree of generation of the flow E is provided.
  • the pivoting facility is a hinge shaft (34) formed on the blow seal (30) to rotatably support the blow seal (30) to freely adjust the inclination angle of the blow seal (30) with respect to the shroud (28),
  • a pressure chamber 36 accommodating the hinge shaft 34 therein and rotatably supporting the rotor shaft; and a rotor coupled to the hinge shaft 34 to divide the internal space of the pressure chamber 36 into an airtight state ( 38) and provide a separate working pressure to the airtightly divided space between the rotor 38 in the interior of the pressure chamber 36 to provide a separate working pressure of the rotor 38 within the pressure chamber 36.
  • It is configured to include an operating facility for promoting the rotation of the hinge shaft 34 by implementing the rotation.
  • the hinge shaft 34 is formed at one lower end portion of the blow seal 30, and the pressure chamber 36 is disposed inside the shroud 28 so that the leakage flow D and the return flow E It is set to minimize the leakage space for).
  • the pressure chamber 36 forms a stopper 36a protruding therein to limit the angle of rotation by the rotor 38, and the stopper 36a is formed at the shroud 28. It is set to correspond to a position defining an angle of inclination of the blow seal 30 with respect to.
  • the rotation angle of the rotor 38 in the pressure chamber 36 can be limited to a range defined by the stopper 36a, so that the hinge shaft 34 with respect to the pressure chamber 36
  • the rotation angle is also dependently limited so that the inclination angle of the blow seal 30 with respect to the shroud 28 can be limited to a desired range.
  • the operation equipment is formed in the pressure chamber 36 in a communication space to the space divided by the rotor 38, a plurality of pressure pipe line 40 for the individual supply and discharge of the operating pressure, the In order to provide the supply of the working pressure using any one of the pressure pipes 40, the direction control valve 42, in which the port is switched, and the degree of the operating pressure supplied to the direction control valve 42 are appropriately adjusted.
  • Pressure control valve 44 for the purpose, the relief valve 46 to cut off the supply of the operating pressure in the middle in case the operating pressure supplied through the pressure line 40 is excessive, and the pressure chamber 36 It is configured to include a hydraulic pump 48 for generating an operating pressure made through the pressure line 40 for the rotation of the rotor 38 within.
  • the pressure line 40 is formed to communicate with the inside of the pressure chamber 36 via the shroud 28 via the rotating shaft 20 and the blade 26.
  • the rest of the configuration except the pressure line 40 is installed in a position that can exclude the interference with the operating element, such as the blade 26 including the rotating shaft 20, of course.
  • the relief valve 46 is installed in the pressure line 40 located between the directional control valve 42 and the pressure control valve 44 so that the supply pressure provided from the pressure control valve 44 is excessive. In this case, the protection of the operating equipment is performed.
  • the turning device is a control unit 50 for variably adjusting the inclination angle of the blow seal 30 with respect to the blade 26 in accordance with the rotational speed of the blade 26, and the control unit 50 It further comprises a rotational speed detection unit 52 for detecting and providing a drive speed of the turbine 16 or the blade 26.
  • Reference numeral 54 in the figure corresponds to an oil pan for providing hydraulic oil to the hydraulic pump 48.
  • control unit 50 outputs an appropriate operation signal for the solenoid of the directional control valve 42 according to the driving speed of the turbine 16 input through the rotational speed detection unit 52. Since the operating pressure is limited to any one of the two inner spaces that are hermetically partitioned about the rotor 38 within the 36, the rotation of the hinge shaft 34 can be realized.
  • control unit 50 is the operating pressure of the operating pressure provided to the pressure chamber 36 via the direction control valve 42 in accordance with the drive speed of the turbine 16 input through the rotation speed detection unit 52.
  • the degree can be adjusted appropriately, which is realized by a series of pressure controls for the pressure control valve 44.
  • the controller 50 may adjust the operation signal provided to the solenoid of the pressure control valve 44 according to the selection of the duty value or control the linear output value in a proportional control manner.
  • the high temperature / high pressure combustion gas flow combusted through the combustor 14 rotates the blade 26 of the turbine 16 to contribute to the generation of energy, and the casing 22 and the A leakage flow D through the gap between the shrouds 28 located at the free end of the blade 26.
  • the leakage flow D of the combustion gas is reduced by the countercurrent flow E formed by the blow seal 30. That is, as shown in FIGS. 6 to 9, the blow seal 30 having various cross-sectional shapes is set in a direction opposite to the main flow C of the combustion gas according to the rotation of the blade 26.
  • the flow E is formed, and the generation of the countercurrent flow E enables to minimize the leakage flow D generated at the gap portion between the casing 22 and the shroud 28.
  • the blow seal 30 is disposed in plural on the outer surface of the shroud 28 at equal intervals or unequal intervals over the entire circumference.
  • the countercurrent flow E of the combustion gas set in a direction opposite to the main flow C of the combustion gas enters the gap portion between the casing 22 and the shroud 28.
  • the wedge-shaped blow seal 30 of the horizontal and vertical cross-section wherein the planar shape shown in FIG. Like the blow blow 30, it can contribute to minimizing the leakage flow D towards the gap between the casing 22 and the shroud 28, in particular the vertical cross-sectional area of each blow seal 30 Through the change of the velocity and pressure of the return flow (E) according to the height position of the gap portion can be changed to provide a more improved effect to minimize the leakage flow (D).
  • the airfoil-type blow seal 30 illustrated in FIG. 9 generates the degree of generation of the countercurrent flow E formed through the effective arrangement of the curved portions based on the rotation direction R of the blade 26.
  • blow seal 30 having a variety of side shapes as shown in Figure 10 to 13 through the formation of the flow guide blade 32 protruding toward the outside for the countercurrent flow (E) Directionality can also be adjusted, thereby contributing to reducing leakage flow D through the gap between the casing 22 and the shroud 28.
  • a straight outlet extended flow guide vane 32 extending the separation distance toward the outlet of the counterflow flow E is flowed back toward the outlet from the inlet of the blow seal 30. Since the distribution of the flow E can be uniformly dispersed and diffused, the leakage flow D through the gap portion between the casing 22 and the shroud 28 is branched from the main flow C of the combustion gas. Can be reduced.
  • the streamlined outlet extended flow guide vanes 32 which extend the separation distance toward the outlet of the countercurrent flow E are provided from the inlet of the blow seal 30.
  • the streamlined composite flow guide vane 32 shown in FIG. 13 forms an initial flow direction of the countercurrent flow E through the formation of the first flow guide 32a to the casing 22 and the shroud ( 28) can be set toward the gap portion, thereby contributing to blocking the leakage flow (D) entering the gap portion, and through the formation of the second flow guide portion (32b) the late flow of the countercurrent flow (E) Can be set toward the outlet of the blow seal 30, thereby contributing to the original blocking of the initial entry of the leakage flow (D) toward the gap portion, thereby through the casing 22 and the shroud 28 It is possible to minimize the leakage flow (D) made through the gap portion of.
  • the inclination angle of the blow seal 30 can be variably adjusted in conjunction with the rotational speed of the blade 26 using the turning facilities shown in Figs. And to further reduce the leakage flow D through the gap between the shroud 28 and the shroud 28.
  • the controller 50 is in the pressure chamber 36 through port switching by the direction control valve 42 based on the rotation speed of the blade 26 detected through the rotation speed detection unit 52. Since it is possible to adjust the supply of the operating pressure provided to the divided space partitioned by the rotor 38 in the rotation angle of the hinge shaft 34, through which the blow seal for the shroud 28 ( The tilt angle of 30) can be adjusted arbitrarily.
  • the controller 50 may variably adjust the degree of the operating pressure supplied into the pressure chamber 36 through various pressure control of the pressure control valve 44, so that the inclination angle of the blow seal 30 In changing the direction of the countercurrent flow (E) generated according to the Figure it is possible to control more flexibly in accordance with the rotational speed of the blade (26).
  • blow seal has been described on the basis of being formed on the outer surface of the shroud, but is formed directly with respect to the free end of the blade to be set between the honeycomb seal of the casing It may also be configured to create a reflux flow towards the gap site.
  • the present invention relates to a blade tip sealing device of a gas turbine, and more particularly, to the loss of combustion gas leakage through the generation of a countercurrent flow in a gap between the casing and the blade of the turbine in a direction opposite to the main flow direction of the combustion gas.
  • Blade tip sealing device for gas turbines to reduce the risk of blade breakage due to rubbing as well as reduce the risk of blade breakage due to securing adequate clearance between turbine casing and blades It is about.

Landscapes

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Abstract

Disclosed is a blade tip sealing apparatus for a gas turbine, the blade tip sealing apparatus which can minimize leakage loss of a combustion gas and enhance the efficiency of an engine by means of the formation of blow seals for generating countercurrent movement that is opposite to the main movement of the combustion gas in a gap portion between a casing and blades of a turbine. The blade tip sealing apparatus is provided with: a casing (22) for guiding the movement of a combustion gas; a plurality of blades (26) connected to a rotating shaft (20) inside the casing (22); a shroud (28) provided so as to cover the front end portions of the blades (26); a plurality of blow seals (30) formed on the outer peripheral side along the entire periphery of the shroud (28); and a rotating device for variably adjusting the inclination angles of the blow seals (30) on the basis of the rotational speed of the blades (26).

Description

가스 터빈의 블레이드 팁 실링 장치Blade tip sealing device of gas turbine
본 발명은 가스 터빈의 블레이드 팁 실링 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터빈의 케이싱과 블레이드 사이의 간극에서 연소가스의 주 유동방향과 반대되는 방향으로 향하는 반류 유동의 생성을 통해 연소가스의 누설 손실을 줄이고, 터빈의 케이싱과 블레이드 사이에 적정의 간극을 확보함에 따른 러빙에 의한 블레이드의 파손 위험을 낮춤과 더불어 블레이드의 수명 연장에 따른 부품의 교체 주기를 연장할 수 있는 가스 터빈의 블레이드 팁 실링 장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a blade tip sealing device of a gas turbine, and more particularly, to the loss of combustion gas leakage through the generation of a countercurrent flow in a gap between the casing and the blade of the turbine in a direction opposite to the main flow direction of the combustion gas. Blade tip sealing device for gas turbines to reduce the risk of blade breakage due to rubbing as well as reduce the risk of blade breakage due to securing adequate clearance between turbine casing and blades It is about.
일반적으로 가스 터빈장치는 고압의 압축공기를 이용하여 연료를 연소시키고, 연소의 과정에서 배출되는 고온/고압의 연소가스를 이용하여 회전 동력을 생성하는 터보 기계의 일종에 해당한다. In general, a gas turbine device is a kind of turbomachine that burns fuel by using high pressure compressed air and generates rotational power by using high temperature / high pressure combustion gas discharged during combustion.
이와 같은 구성의 가스 터빈은 크게 외부 공기를 흡입하여 고압으로 압축하는 압축기, 압축기를 통해 고압으로 압축된 공기를 연료와 혼합하여 연소시키는 연소기, 및 연소기를 통해 연소후 배출되는 고온/고압의 연소가스 유동으로부터 에너지의 생성에 필요로 하는 회전력을 발생시키는 터빈으로 구분될 수 있다. The gas turbine of such a configuration has a compressor that sucks external air and compresses it to high pressure, a combustor that mixes and burns the air compressed at high pressure through the compressor, and a high / high pressure combustion gas discharged after combustion through the combustor. It can be divided into a turbine that generates the rotational force required for the generation of energy from the flow.
또한, 터빈에 있어 블레이드를 거치지 않고 외부로 직접 배출되는 연소가스의 누설은 기관의 전체 효율에 상당한 부분의 영향을 미치게 되므로 이에 대한 대책이 매우 중요한 실정이다. 일례로, 도 1은 종래 가스 터빈에서 발생되는 유동의 누설 손실부위를 도시한다.In addition, since the leakage of the combustion gas discharged directly to the outside without passing through the blade in the turbine has a significant part on the overall efficiency of the engine, countermeasures are very important. In one example, Figure 1 shows the leakage loss of the flow generated in a conventional gas turbine.
도 1을 참조로 하면, 터빈(71)은 연소가스에 의한 유동을 매개로 회전축(73)에 대해 고속으로 회전하는 블레이드(75)를 포함하고, 유동의 누설은 상기 블레이드(75)의 자유단부와 케이싱(77) 사이의 간극 부위에서 이루어진다. 즉, 연소후 배출되는 연소가스의 유동은 상기 블레이드(75)를 거쳐 배출되는 주 유동(C), 상기 블레이드(75)와 상기 케이싱(77) 사이의 간극 부위를 향하는 누설 유동(D)으로 크게 구분될 수 있다. Referring to FIG. 1, the turbine 71 includes a blade 75 that rotates at a high speed with respect to the rotating shaft 73 through a flow of combustion gas, and the leakage of the flow is at the free end of the blade 75. And at the gap site between the casing 77. That is, the flow of the combustion gas discharged after combustion is largely the main flow (C) discharged through the blade 75, the leakage flow (D) toward the gap portion between the blade 75 and the casing 77. Can be distinguished.
이 경우, 연소가스의 누설 유동(D)은 기관의 효율을 결정짓는 데 큰 요소로 작용하기 때문에, 상기 블레이드(75)의 자유단부에 위치한 슈라우드(79)는 외측면에 상기 케이싱(77)의 내주면을 향해 돌출된 래버린스 시일(81)을 일체로 형성하게 된다. 또한, 상기 케이싱(77)의 내주면에는 상기 래버린스 시일(81)과의 사이의 적정의 간극을 설정하기 위한 허니콤 시일(83)이 설치된다. In this case, since the leakage flow D of the combustion gas acts as a large factor in determining the efficiency of the engine, the shroud 79 located at the free end of the blade 75 has an outer surface of the casing 77. The labyrinth seal 81 protruding toward the inner circumferential surface is integrally formed. In addition, a honeycomb seal 83 is provided on the inner circumferential surface of the casing 77 to set a proper gap between the labyrinth seal 81.
이와 같이 상기 블레이드(75)에 대한 상기 래버린스 시일(81)의 설치 상태는 도 2를 참조로 하면 더욱 자명하게 이해될 수 있다. 즉, 상기 래버린스 시일(81)은 상기 슈라우드(79)의 외측면에서 수직한 방향으로 돌출되어 상기 허니콤 시일(83)과의 사이에 적정의 간극을 확보하게 된다. As such, the installation state of the labyrinth seal 81 on the blade 75 may be more clearly understood with reference to FIG. 2. That is, the labyrinth seal 81 protrudes from the outer surface of the shroud 79 in a vertical direction to secure an appropriate gap between the honeycomb seals 83.
그런데, 종래 터빈(71)에서, 상기 래버린스 시일(81)과 상기 허니콤 시일(83) 사이의 공간으로 확보되는 간극은 고속으로 회전하는 블레이드(75)를 포함하는 슈라우드(79)와 고정부재에 해당하는 케이싱(77)의 허니콤 시일(83) 사이의 직접적인 접촉을 방지함으로써 부품의 손상을 방지하는 순기능 외에, 적정 이상의 간극이 설정될 경우 과도한 연소가스의 누설을 초래하여 기관의 전체 효율에 악영향을 미치게 되는 역기능을 동시에 초래하기 때문에, 적정 수준의 간극 확보는 가스 터빈의 설계에 있어 매우 중요한 인자로 작용하게 된다. 예컨대, 간극이 너무 좁게 설정되면, 가스 터빈의 초기 운용에서 누설 손실을 줄여 기관의 효율을 높이는 데 기여할 수는 있으나, 엔진의 작동시간이 늘어날수록 로터와 스테이터 사이의 열변형에 의한 러빙(rubbing)의 발생 위험을 가중시켜 극단적인 경우 접촉에 따른 부품의 손상으로 귀결되는 문제를 야기하게 된다.By the way, in the conventional turbine 71, the gap secured by the space between the labyrinth seal 81 and the honeycomb seal 83 is a shroud 79 and a fixed member including a blade 75 that rotates at high speed In addition to the pure function of preventing damage to parts by preventing direct contact between the honeycomb seals 83 of the casing 77 corresponding to the corresponding casings 77, excessive combustion gas leakage may be caused when a clearance greater than or equal to a gap is set to increase the overall efficiency of the engine. Because of the adverse effects that adversely affects at the same time, ensuring adequate clearance is a very important factor in the design of gas turbines. For example, if the gap is set too narrow, it may contribute to the engine efficiency by reducing the leakage loss in the initial operation of the gas turbine, but rubbing due to thermal deformation between the rotor and the stator as the engine operating time increases This increases the risk of the occurrence of P, which in extreme cases results in damage to the parts due to contact.
일례로, 상기 래버린스 시일(81)이 없는 스퀼러(squealer) 타입의 블레이드(75)에서는 상기 케이싱(77)과의 사이에 형성되는 간극 부위를 통해 누설 유동(D)이 수반되어 기관의 효율을 크게 저하시키는 반면에, 상기 래버린스 시일(81)을 갖춘 블레이드(75)의 경우에는 상기 케이싱(77)과의 간극 부위에서 발생하는 누설 유동(D)은 줄일 수 있으나, 구조적인 안정성에 대한 문제와 함께 부품의 수명을 고려한 측면에서 한계를 수반하게 된다. For example, in the squealer type blade 75 without the labyrinth seal 81, the leakage flow D is accompanied through a gap portion formed between the casing 77 and the engine efficiency. On the other hand, the blade 75 with the labyrinth seal 81 can reduce the leakage flow (D) generated in the gap portion with the casing 77, but with respect to the structural stability. In addition to the problems, there are limitations in considering the life of the parts.
즉, 종래 터빈(71)에 있어 블레이드(75)의 자유단부에 하나 또는 그 이상의 래버린스 시일(81)을 형성할 경우에는 연소가스의 누설 정도를 낮춰 공력 성능은 향상시킬 수 있었으나, 블레이드(75)의 특성상 고속으로 회전하는 부재의 자유단부에 중량물에 해당하는 래버린스 시일(81)의 추가적 설정에 따라 수반되는 강성적 취약과 그에 따른 내구의 문제는 향상되는 공력 성능의 기대 효과를 상쇄하기에 충분한 요인으로 작용하기 때문에 연소가스의 누설에 대한 다른 방향의 대처 방안이 요구되는 실정이다. 특히, 래버린스 시일(81)의 설정에 따라 수반되는 반류 유동은 누설 유동(D)을 완벽하게 차단하기에 부족한 와류의 일종에 해당하는 유동 특성을 보이기 때문에 이러한 방안의 강구는 더욱 요구된다.That is, when one or more labyrinth seals 81 are formed at the free end of the blade 75 in the conventional turbine 71, the aerodynamic performance could be improved by lowering the leakage degree of the combustion gas. Due to the additional setting of the labyrinth seal 81 corresponding to the heavy part at the free end of the member rotating at high speed due to the characteristics of), the problem of durability and consequently durability is to offset the expected effect of improved aerodynamic performance. Since it acts as a sufficient factor, there is a need for a countermeasure in a different direction to the leakage of combustion gas. In particular, the countercurrent flow accompanying the setting of the labyrinth seal 81 exhibits a flow characteristic corresponding to a kind of vortex that is insufficient to completely block the leakage flow D, and thus, the method of this method is further required.
이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사안들을 감안하여 안출된 것으로, 터빈의 케이싱과 블레이드 사이의 간극부위에서 연소가스의 주 유동방향과 반대되는 반류 유동의 생성을 위한 블로우 시일의 형성을 통해 연소가스의 누설 손실을 최소화함으로써 기관의 에너지 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 가스 터빈의 블레이드 팁 실링 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned matters, and the combustion gas is formed through the formation of a blow seal for generating a counterflow flow opposite to the main flow direction of the combustion gas at the gap between the casing and the blade of the turbine. It is an object of the present invention to provide a blade tip sealing device of a gas turbine that can improve the energy efficiency of an engine by minimizing leakage loss.
또한, 본 발명은 터빈의 케이싱과 블레이드 사이에서 블로우 시일의 형성에 따른 적정의 간극을 확보함으로써 러빙에 의한 블레이드의 파손 위험을 낮추고, 그에 따른 블레이드의 수명 연장과 함께 블레이드의 교체 주기를 최대한 지연하여 경제성을 추구할 수 있는 가스 터빈의 블레이드 팁 실링 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.In addition, the present invention lowers the risk of breakage of the blades due to rubbing by securing a proper gap between the casing and the blade of the turbine by forming the blow seal, thereby delaying the blade replacement cycle as well as extending the life of the blade accordingly It is an object of the present invention to provide a blade tip sealing device of a gas turbine capable of pursuing economic feasibility.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 연소가스의 유동을 안내하도록 구성되는 케이싱, 상기 케이싱 내에서 회전축과 결합되는 복수의 블레이드, 상기 블레이드의 선단부를 감싸도록 설치되는 슈라우드, 및 상기 슈라우드에 전 둘레를 따라 복수로 형성되어 연소가스의 주 유동과 반대방향의 반류 유동을 생성하는 블로우 시일을 구비하는 가스 터빈의 블레이드 팁 실링 장치를 개시한다. The present invention for achieving the above object is a casing configured to guide the flow of combustion gas, a plurality of blades coupled to the rotating shaft in the casing, a shroud is installed to surround the front end of the blade, and the shroud Disclosed is a blade tip sealing apparatus of a gas turbine having a plurality of blow seals formed along a circumference to produce a counter flow in a direction opposite to a main flow of combustion gas.
본 발명에 있어, 상기 블로우 시일은 상기 슈라우드의 외측면에서 사각단면의 형상 또는 다양한 단면형상, 수평단면의 웨지형상, 수평 및 수직단면의 웨지형상, 및 에어포일 단면형상 중 적어도 하나 이상의 형상으로 이루어진다.In the present invention, the blow seal is formed of at least one of the shape of the rectangular cross section or the various cross-sectional shape, the wedge shape of the horizontal cross section, the wedge shape of the horizontal and vertical cross section, and the airfoil cross section shape on the outer surface of the shroud. .
본 발명에 있어, 상기 블로우 시일은 상기 반류 유동의 방향을 기준으로 입구부와 출구부에서 동일한 피치를 가지도록 형성되거나, 또는 상기 반류 유동의 방향을 기준으로 입구부와 출구부에서 서로 다른 피치를 가지도록 형성된다. In the present invention, the blow seal is formed to have the same pitch at the inlet and the outlet based on the direction of the counterflow flow, or different pitches at the inlet and the outlet based on the direction of the counterflow flow. It is formed to have.
본 발명에 있어, 상기 블로우 시일은 상기 슈라우드에 대해 경사각도를 가변적으로 설정하여 배치된다.In the present invention, the blow seal is arranged by varying the inclination angle with respect to the shroud.
본 발명은 상기 블로우 시일의 외측 표면에서 외부를 향해 복수로 돌출된 유동 안내깃을 더 포함하고, 상기 유동 안내깃은 상기 블로우 시일의 기저부로부터 자유단부를 향해 상향 경사진 형태로 형성된다.The present invention further includes a flow guide vane protruding outwardly from the outer surface of the blow seal to the outside, wherein the flow guide vane is formed in an inclined upward direction from the base of the blow seal toward the free end.
또한, 상기 유동 안내깃은 반류 유동의 형성 방향을 기준으로 입구부로부터 출구부를 향해 이격거리를 확장시키는 직선형의 출구부 확장형 또는 유선형의 출구부 확장형으로 형성된다. In addition, the flow guide vane is formed as a linear outlet extension or streamlined outlet extension that extends the separation distance from the inlet to the outlet relative to the formation direction of the reflux flow.
또한, 상기 유동 안내깃은 유선형의 출구부 확장형일 경우, 상기 블로우 시일의 기저부로부터 자유단부를 향해 상향 오목한 형태 또는 상향 볼록한 형태로 형성된다.In addition, when the flow guide feather is a streamlined outlet expansion type, it is formed in a concave upward shape or a convex upward shape from the base of the blow seal toward the free end.
또한, 상기 유동 안내깃은 상기 블로우 시일의 기저부로부터 자유단부를 향해 상향 경사진 형태로 형성되는 제1유동 안내부와, 상기 제1유동 안내부로부터 상기 블로우 시일의 출구부측 기저부를 향해 하향 경사진 형태로 형성되는 제2유동 안내부로 이루어지고, 상기 제1유동 안내부와 상기 제2유동 안내부는 이격거리를 두고 형성된다.In addition, the flow guide feather is a first flow guide portion formed in the form inclined upward toward the free end from the base of the blow seal, and inclined downward toward the base of the outlet side of the blow seal from the first flow guide portion It consists of a second flow guide formed in the form, the first flow guide and the second flow guide is formed at a distance apart.
본 발명은 연소가스의 유동을 안내하도록 구성되는 케이싱, 상기 케이싱 내에서 회전축과 결합되는 복수의 블레이드, 상기 블레이드의 선단부를 감싸도록 설치되는 슈라우드, 상기 슈라우드에 전 둘레를 따라 복수로 형성되어 연소가스의 주 유동과 반대방향의 반류 유동을 생성하는 블로우 시일, 및 상기 블레이드의 회전속도에 따라 상기 블로우 시일의 경사각도를 가변적으로 조절하는 선회설비를 구비하는 가스 터빈의 블레이드 팁 실링 장치를 개시한다.The present invention is a casing configured to guide the flow of the combustion gas, a plurality of blades coupled to the rotating shaft in the casing, a shroud is installed to surround the front end of the blade, the shroud is formed in a plurality along the perimeter around the combustion gas A blade tip sealing device for a gas turbine having a blow seal that generates a counter flow in a direction opposite to the main flow of and a turning facility for variably adjusting the inclination angle of the blow seal according to the rotational speed of the blade.
본 발명에 있어, 상기 선회설비는 상기 블로우 시일에 회전 가능하게 지지하는 힌지축, 상기 힌지축을 내부에 회전 가능하게 수용하는 압력실, 상기 힌지축과 결합되고 상기 압력실의 내부를 분할하는 회전자, 및 상기 회전자에 의해 구획되는 상기 압력실의 내부에 작동압을 제공하는 작동설비를 구비한다.In the present invention, the turning device is a hinge shaft rotatably supporting the blow seal, a pressure chamber for rotatably receiving the hinge shaft therein, a rotor coupled to the hinge shaft and divides the inside of the pressure chamber And an operating facility for providing an operating pressure inside the pressure chamber partitioned by the rotor.
본 발명에 있어, 상기 작동설비는 상기 압력실 내에서 상기 회전자에 의해 분할되는 공간과 교통 가능하게 형성되는 복수의 압력관로, 상기 압력관로를 통한 작동압의 공급을 조절하는 방향제어밸브, 상기 압력실 내로 작동압을 공급하는 유압펌프, 상기 방향제어밸브로 공급되는 작동압을 조절하기 위한 압력제어밸브를 포함한다.In the present invention, the operation equipment is a plurality of pressure pipes formed to be in communication with the space divided by the rotor in the pressure chamber, the direction control valve for controlling the supply of the operating pressure through the pressure pipe, It includes a hydraulic pump for supplying a working pressure into the pressure chamber, a pressure control valve for regulating the operating pressure supplied to the directional control valve.
본 발명은 상기 블레이드의 회전속도를 검출하는 회전속도 검출부, 및 상기 회전속도 검출부로부터 검출되는 회전속도에 따라 상기 방향제어밸브와 상기 압력제어밸브의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하고, 상기 압력실로 공급되는 작동압을 차단하기 위한 릴리프밸브를 더 포함하며, 상기 릴리프밸브는 상기 방향제어밸브와 상기 압력제어밸브 사이에 설치된다.The present invention further includes a rotation speed detection unit for detecting a rotation speed of the blade, and a control unit for controlling the operation of the direction control valve and the pressure control valve according to the rotation speed detected from the rotation speed detection unit. It further comprises a relief valve for cutting off the operating pressure supplied, the relief valve is installed between the direction control valve and the pressure control valve.
본 발명은 가스 터빈의 케이싱과 블레이드 팁의 간극부위에서 연소가스의 주 유동방향과 반대방향으로 향하는 반류 유동의 생성을 통해 연소가스의 누설 손실을 최소화할 수 있으므로 기관의 전체 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공하게 된다.The present invention can minimize the leakage loss of the combustion gas through the generation of a return flow in the gap between the casing and blade tip of the gas turbine in the direction opposite to the main flow direction of the combustion gas, thereby improving the overall energy efficiency of the engine. Will provide a beneficial effect.
특히, 본 발명은 케이싱과 블레이드 사이의 간극부위에서 주 유동방향과 반대되는 반류 유동을 생성함에 있어 최적화된 블로우 시일의 형상적 변경, 예컨대 다양한 단면 형태의 적용과 함께 블로우 시일의 표면에서 유동을 최적의 방향으로 안내하기 위한 돌출물의 부가에 따른 특정 방향으로의 유동성 제공을 통해 누설 유동을 최소화할 수 있고, 무엇보다도 반류 유동의 생성을 위한 블로우 시일의 설정에 있어 터빈의 회전속도를 고려한 경사각도의 적정한 변경과 그에 따른 최적의 제어까지도 동시에 구현할 수 있으므로 연소가스의 누설에 따른 손실을 최소화할 수 있게 된다.In particular, the present invention optimizes the flow at the surface of the blow seal with the application of various changes in the shape of the blow seal, such as the application of various cross-sectional shapes, which are optimized in generating a counter flow opposite the main flow direction at the gap between the casing and the blade. Leakage flow can be minimized by providing fluidity in a specific direction due to the addition of protrusions for guiding in the direction of, and above all, the angle of inclination that takes into account the rotational speed of the turbine in setting the blow seal for generating the counterflow flow Proper modifications and therefore optimum control can be implemented simultaneously, minimizing losses due to combustion gas leakage.
또한, 본 발명은 케이싱과 블레이드 사이의 간극부위에서 엔진의 작동시간 경과에 따른 열변형으로부터 기인하는 러빙의 발생 위험을 완벽하게 배제할 수 있는 최소한의 유격을 확보할 수 있으므로 부품의 내구 수명을 연장하고 블레이드의 교체 주기를 최대한 지연시키는 경제적인 효과를 제공할 수 있게 된다.In addition, the present invention extends the endurance life of the parts by ensuring a minimum clearance that can completely eliminate the risk of rubbing caused by thermal deformation over the operating time of the engine in the gap between the casing and the blade. And the economical effect of delaying the blade replacement cycle as much as possible.
도 1은 종래 가스 터빈의 블레이드와 케이싱 사이에서 유동의 누설 손실을 설명하기 위한 부분 단면도이다.1 is a partial cross-sectional view for explaining the leakage loss of flow between a blade and a casing of a conventional gas turbine.
도 2는 도 1에 도시된 터빈 블레이드에 구비되어 케이싱과의 사이에서 발생되는 누설 손실을 줄이기 위한 래버린스 시일의 설치 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.FIG. 2 is a perspective view schematically illustrating an installation state of a labyrinth seal provided in the turbine blade illustrated in FIG. 1 to reduce leakage loss generated between the casing and the casing.
도 3은 본 발명의 실시예를 적용하는 가스 터빈 엔진의 전체 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.3 is a diagram schematically showing the overall configuration of a gas turbine engine to which an embodiment of the present invention is applied.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가스 터빈의 블레이드 팁 실링 장치에서 주요 구성부위를 도시한 부분 단면도이다.Figure 4 is a partial cross-sectional view showing the main components in the blade tip sealing device of the gas turbine according to an embodiment of the present invention.
도 5는 도 4에 도시된 터빈 블레이드에서 케이싱과의 사이에서 발생되는 누설 손실을 줄이기 위한 블로우 시일의 설치 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.FIG. 5 is a perspective view schematically illustrating an installation state of a blow seal for reducing leakage loss generated between the casing in the turbine blade shown in FIG. 4.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 다양한 실시예로서, 블로우 시일의 단면 형상에 대한 여러 가지의 변형 형태를 부분적으로 도시한 평면도이다.6 through 9 are plan views partially illustrating various modified forms of the cross-sectional shape of a blow seal according to various embodiments of the present disclosure.
도 10 내지 도 13은 본 발명의 다양한 실시예로서, 블로우 시일의 측면 형상에 대한 여러 가지의 변형 형태를 부분적으로 도시한 측면도이다.10 to 13 are side views partially showing various modifications to the side shape of the blow seal as various embodiments of the present invention.
도 14는 본 발명의 다른 실시예로서, 블레이드의 선단부에 대한 블로우 시일의 경사각도를 가변적으로 조절하기 위한 선회설비의 주요 구성부위를 부분적으로 도시한 사시도이다.FIG. 14 is a perspective view partially showing the main components of a turning device for variably adjusting the inclination angle of the blow seal with respect to the tip of the blade as another embodiment of the present invention.
도 15는 도 14에 도시된 선회설비에서 유압회로를 포함한 전체 구성을 도시한 도면이다.FIG. 15 is a view showing an overall configuration including a hydraulic circuit in the turning facility shown in FIG. 14.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 실시예를 적용하는 가스 터빈 엔진의 전체 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 3 is a diagram schematically showing the overall configuration of a gas turbine engine to which an embodiment of the present invention is applied.
도 3을 참조로 하면, 가스 터빈 엔진은 외부 공기를 흡입하는 흡기부(10), 상기 흡기부(10)를 통해 흡입된 외부 공기를 고압으로 압축하는 압축기(12), 상기 압축기(12)를 통해 고압으로 압축된 공기를 연료와 혼합한 다음 이를 연소시켜 고온/고압의 연소가스를 발생하는 연소기(14), 상기 연소기(14)를 통해 연소된 고온/고압의 연소가스 유동으로부터 에너지의 생성에 필요로 하는 회전력을 발생시키는 터빈(16), 상기 터빈(16)을 거친 연소가스를 외부로 배출하는 배기부(18), 및 상기 압축기(12)와 상기 터빈(16)을 연동시키고 발전기(미도시)를 구동하는 회전축(20)을 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 3, the gas turbine engine includes an intake unit 10 that sucks outside air, a compressor 12 that compresses the outside air sucked through the intake unit 10 to a high pressure, and the compressor 12. Combustor 14, which mixes air compressed at high pressure with fuel and then burns it to produce hot / high pressure combustion gas, and generates energy from the high temperature / high pressure combustion gas flow combusted through the combustor 14. Turbine 16 for generating the required rotational force, exhaust unit 18 for discharging the combustion gas passed through the turbine 16 to the outside, and the compressor 12 and the turbine 16 in conjunction with the generator (not shown) It is configured to include a rotating shaft 20 for driving.
상기 흡기부(10)는 외부로부터 흡입공기를 제공받는 부위로서 유입된 외부 공기를 상기 압축기(12)를 안내하는 역할을 수행한다. 이 경우, 상기 흡기부(10)의 입구는 벨마우스(bellmouth) 형태로 이루어져 보다 많은 양의 외부 공기를 유입할 수 있도록 구성된다. The intake unit 10 serves to guide the compressor 12 to the outside air introduced as a portion for receiving intake air from the outside. In this case, the inlet of the intake portion 10 is formed in the shape of a bellmouth (bellmouth) is configured to allow a greater amount of outside air to flow.
상기 압축기(12)는 상기 흡기부(10)를 통해 유입된 흡입공기를 가압하여 상기 연소기(14)로 공급하는 역할을 수행한다. 이를 위해 상기 압축기(12)는 흡입공기의 유동방향을 안내하는 가이드 베인, 가이드 베인의 후미에 배치되어 상기 회전축(20)과 함께 회전하는 로터 블레이드, 및 로터 블레이드의 후미에 배치되는 스테이터 베인으로 구성된다. 이 경우, 상기 압축기(12)는 상기 회전축(20) 상에서 로터 블레이드와 스테이터 베인을 각각 교호적으로 설치함과 더불어 상기 회전축(20)의 축방향을 따라 로터 블레이드와 스테이터 베인을 각각 복수열로 배치하고 있어, 흡입되는 공기를 여러 단계에 걸쳐 점진적으로 가압하여 고압의 상태로 전환해 주는 다단의 설비로 이루어진다. The compressor 12 serves to pressurize the suction air introduced through the intake unit 10 and supply the compressed air to the combustor 14. To this end, the compressor 12 includes a guide vane for guiding the flow direction of intake air, a rotor blade disposed at the rear of the guide vane and rotating together with the rotation shaft 20, and a stator vane disposed at the rear of the rotor blade. In this case, the compressor 12 alternately installs the rotor blades and the stator vanes on the rotation shaft 20, and arranges the rotor blades and the stator vanes in a plurality of rows along the axial direction of the rotation shaft 20, respectively. It consists of a multi-stage facility that gradually pressurizes the air being sucked in several stages to convert it into a high pressure state.
상기 연소기(14)는 상기 압축기(12)를 거쳐 고압으로 압축된 공기의 유동경로에 대해 전 둘레부위에 걸쳐 방사상으로 배치되어 공기와 연료의 혼합기 연소에 따른 고온/고압의 연소가스를 발생하는 역할을 수행한다. 일례로, 상기 연소기(14)는 캔형(Can type), 애뉼러형(Annular type)과 캔-애눌러형(Can-Annular type) 등으로 구성된다. The combustor 14 is disposed radially over the entire circumference of the flow path of the air compressed to high pressure via the compressor 12 to generate a high temperature / high pressure combustion gas according to the combustion of a mixture of air and fuel. Do this. In one example, the combustor 14 is composed of a can type, an annular type and a can-annular type.
상기 터빈(16)은 상기 연소기(14)를 통해 제공되는 고온/고압의 연소가스의 유동에 의해 회전하여 발전기의 구동에 필요로 하는 동력을 발생시키는 설비로서, 상기 압축기(12)와 유사하게 상기 회전축(20)의 축방향을 따라 로터 블레이드와 스테이터 베인을 각각 다단의 열로 배치한다. 즉, 상기 터빈(16)은 상기 회전축(20) 상에서 로터 블레이드와 스테이터 베인을 각각 교호적으로 설치함과 더불어 상기 회전축(20)의 축방향을 따라 로터 블레이드와 스테이터 베인을 각각 다단의 복수열로 배치하고 있어, 연소가스가 가진 에너지를 회전방향의 기계적 에너지로 전환하는 역할을 수행한다. The turbine 16 is a facility that rotates by the flow of the high temperature / high pressure combustion gas provided through the combustor 14 to generate power required for driving the generator, and similarly to the compressor 12. The rotor blades and the stator vanes are arranged in multiple rows, respectively, along the axial direction of the rotation shaft 20. That is, the turbine 16 alternately installs the rotor blades and the stator vanes on the rotation shaft 20, respectively, and rotates the rotor blades and the stator vanes in a plurality of rows in the axial direction of the rotation shaft 20, respectively. It arrange | positions, and converts the energy which a combustion gas has into mechanical energy of a rotation direction.
상기 배기부(18)는 상기 터빈(16)에 회전력을 제공한 연소가스를 외부로 배출하는 역할을 수행한다. 이 경우, 상기 배기부(18)는 대기 오염과 같은 환경 문제를 고려하여 배기가스의 후 처리를 위한 정화 설비와 교통 가능한 구조로 구성된다. 상기 회전축(20)은 상기 압축기(12)와 상기 터빈(16)을 포함하여 발전기를 연동시켜 함께 회전하게 하는 축부재로서, 단일의 축 부재 또는 복수의 축 부재로 구성될 수 있다. The exhaust unit 18 serves to discharge the combustion gas that provides the rotational force to the turbine 16 to the outside. In this case, the exhaust unit 18 is configured to be in communication with a purification facility for post-treatment of exhaust gas in consideration of environmental problems such as air pollution. The rotating shaft 20 is a shaft member including the compressor 12 and the turbine 16 to rotate together by interlocking the generator, it may be composed of a single shaft member or a plurality of shaft members.
참고로, 도 3에서 참조부호 A로 표기된 화살표는 상기 흡기부(10)를 통해 가스 터빈의 내부로 유입되는 흡입공기의 유동방향을 의미하고, 참조부호 B로 표기된 화살표는 상기 압축기(12)를 거쳐 고압으로 압축되는 압축공기의 유동방향을 의미하며, 참조부호 C로 표기된 화살표는 상기 연소기(14)를 거쳐 연소된 다음 상기 터빈(16)을 회전시킨 다음 상기 배기부(18)를 통해 외부로 배출되는 연소가스의 유동방향을 의미한다.For reference, an arrow denoted by reference numeral A in FIG. 3 denotes a flow direction of intake air introduced into the gas turbine through the intake unit 10, and an arrow denoted by reference numeral B denotes the compressor 12. Means the flow direction of the compressed air is compressed to high pressure through, the arrow denoted by the reference C is burned through the combustor 14 and then rotates the turbine 16 and then outward through the exhaust (18) It means the flow direction of discharged combustion gas.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가스 터빈의 블레이드 팁 실링 장치에서 주요 구성부위를 도시한 부분 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 터빈 블레이드에서 케이싱과의 사이에서 발생되는 누설 손실을 줄이기 위한 블로우 시일의 설치 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.4 is a partial cross-sectional view showing the main components of the blade tip sealing device of the gas turbine according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is to reduce the leakage loss generated between the casing in the turbine blade shown in FIG. It is a perspective view schematically showing the installation state of the blow seal for.
도 4와 도 5를 각각 참조로 하면, 상기 터빈(16)은 케이싱(22)의 내부에서 상기 블레이드(26)의 팁 부위에 해당하는 블레이드 선단측 자유단부와의 기밀을 위해 허니콤 시일(24)을 설치한다. 즉, 상기 허니콤 시일(24)은 상기 케이싱(22)의 내주면 전 둘레에 걸쳐 상기 블레이드(26)의 팁 부위를 외부에서 감싸는 형태로 구비된다. 이때, 상기 허니콤 시일(24)과 상기 블레이드(26)의 팁 부위 사이에는 접촉에 따른 부재의 손상을 방지하기 위해 적정의 간극이 확보된다. Referring to FIGS. 4 and 5, respectively, the turbine 16 has a honeycomb seal 24 for hermeticity with the free end of the blade front end corresponding to the tip of the blade 26 in the casing 22. Install). That is, the honeycomb seal 24 is provided in a form surrounding the tip portion of the blade 26 from the outside over the entire circumference of the inner circumferential surface of the casing 22. At this time, a proper gap is secured between the honeycomb seal 24 and the tip portion of the blade 26 to prevent damage to the member due to contact.
상기 블레이드(26)는 상기 연소기(14)로부터 제공되는 연소가스의 주 유동(C)과 반대되는 방향으로 향하는 반류 유동(E)을 생성함으로써, 상기 케이싱(22)의 내주면 또는 상기 허니콤 시일(24)과의 사이에서 간극의 형성으로부터 기인하는 연소가스의 누설 유동(D)에 따른 기관의 효율 손실을 줄이기 위해 별도의 팁 실링장치를 구비한다. 이때, 상기 팁 실링장치에 의해 생성되는 반류 유동(E)의 정도는 기관의 전체 효율을 해치지 않는 범위 내에서 이루어지도록 조정되는 것이 바람직하다.The blade 26 generates a countercurrent flow E directed in a direction opposite to the main flow C of the combustion gas provided from the combustor 14, whereby the inner circumferential surface of the casing 22 or the honeycomb seal ( A separate tip sealing device is provided to reduce the efficiency loss of the engine due to the leakage flow (D) of the combustion gas resulting from the formation of the gap between 24 and 24. At this time, the degree of the return flow (E) generated by the tip sealing device is preferably adjusted to be within a range that does not impair the overall efficiency of the engine.
연소가스의 주 유동(C)의 일부는 회전 방향(R)을 따라 슈라우드(28)와 허니콤 시일(24)의 사이로 일부 유입되는데, 종래에는 래버린스 시일(81)에 의해 이러한 유입이 일정 이상 차단되었다. 본 발명에서는 래버린스 시일을 삭제하고 이렇게 유입되는 일부 연소가스의 흐름이 팁 실링장치에 의해 반류 유동(E)으로 전환되도록 함으로써 연소가스의 누설 유동(D)을 방지하는 것이다.A part of the main flow C of the combustion gas flows in part between the shroud 28 and the honeycomb seal 24 along the rotational direction R. In the related art, the inflow is more than a predetermined amount by the labyrinth seal 81. Blocked. In the present invention, the labyrinth seal is eliminated and the flow of some of the incoming combustion gas is diverted to the countercurrent flow E by the tip sealing device, thereby preventing the leakage flow D of the combustion gas.
즉, 상기 팁 실링장치는 상기 연소기(14)로부터 상기 터빈(16)을 향한 연소가스의 주 유동(C)과 반대되는 방향으로 반류 유동(E)을 생성하기 위한 것으로, 연소가스의 반류 유동(E)이 상기 케이싱(22)과 상기 블레이드(26) 사이, 즉 상기 케이싱(22)의 내주면에 설치되는 허니콤 시일(24)과 상기 블레이드(26)의 선단부위 사이의 간극부위에서 발생될 수 있게 한다.That is, the tip sealing device is for generating a countercurrent flow (E) in a direction opposite to the main flow (C) of the combustion gas from the combustor 14 toward the turbine 16, the countercurrent flow of the combustion gas ( E) may be generated at the gap between the casing 22 and the blade 26, that is, between the honeycomb seal 24 installed on the inner circumferential surface of the casing 22 and the tip portion of the blade 26. To be.
이를 위해, 상기 팁 실링장치는 상기 블레이드(26)의 선단부에서 전 둘레에 걸쳐 설치되는 고리형상의 슈라우드(28)의 외측면외주면에 형성되는 블로우 시일(30)로 구성된다. 이 경우, 상기 블로우 시일(30)은 상기 슈라우드(28)의 외측면외주면 전 둘레에 걸쳐 등간격 또는 부등간격의 이격거리를 두고 복수의 수량으로 구비된다. 또한, 상기 블로우 시일(30)은 터빈 블레이드(26)의 원주방향을 향하는 가상의 기준선상기 슈라우드(28)의 원주 방향을 따르는 가상의 기준선(L, 도 5 참조)에 대해 소정의 경사각도를 가지도록 배치된다. 특히, 상기 블로우 시일(30)의 경사각도는 상기 블레이드(26)의 회전방향(R)을 기준으로 연소가스의 주 유동(C)과 반대되는 방향으로 반류 유동(E)의 생성이 이루어질 수 있도록 설정된다. 즉, 상기 블로우 시일(30)에 의한 연소가스의 반류 유동(E)은 연소가스의 주 유동(C)에 의한 상기 블레이드(26)의 회전으로부터 발생되는 연소가스의 부수적 유동에 해당하는 것으로, 상기 허니콤 시일(24)과의 사이의 간극 부위에서 상기 블로우 시일(30) 사이의 틈새를 따라 역방향으로 생성된다. To this end, the tip sealing device is composed of a blow seal 30 formed on the outer peripheral surface of the outer surface of the annular shroud 28 that is installed over the entire circumference of the blade 26. In this case, the blow seal 30 is provided in a plurality of quantities at intervals of equal intervals or uneven intervals over the outer circumference of the outer surface of the shroud 28. In addition, the blow seal 30 has a predetermined angle of inclination with respect to the virtual reference line L (see FIG. 5) along the circumferential direction of the shroud 28 of the virtual reference line facing the circumferential direction of the turbine blade 26. It is arranged to be. In particular, the inclination angle of the blow seal 30 may be generated in the countercurrent flow E in a direction opposite to the main flow C of the combustion gas based on the rotation direction R of the blade 26. Is set. That is, the countercurrent flow E of the combustion gas by the blow seal 30 corresponds to the incidental flow of the combustion gas generated from the rotation of the blade 26 by the main flow C of the combustion gas. It is created in the reverse direction along the gap between the blow seals 30 at the gap portion between the honeycomb seals 24.
요약하자면, 상기 팁 실링장치는 상기 연소기(14)로부터 상기 터빈(16)을 향한 연소가스의 주 유동(C)과 반대되는 방향으로 이루어지는 연소가스의 반류 유동(E)을 상기 케이싱(22)과 상기 블레이드(26) 사이, 즉 상기 케이싱(22)의 내주면에 설치되는 허니콤 시일(24)과 상기 슈라우드(28)의 선단부 사이의 간극부위에서 발생될 수 있게 하는 블로우 시일(30)로 이루어진다.즉, 블레이드(26)의 사이로 배출되는 연소가스의 주 유동(C)의 일부가 슈라우드(28)와 허니콤 시일(24)의 사이로 안내된 후 도 5의 화살표 방향으로 반류 유동(E)이 형성되기 위해서는 가상의 기준선(L)과 블로우 시일(30)이 이루는 경사각이 예각인 것이 바람직하다(이에 대해서는 후술하기로 한다).In summary, the tip sealing device receives a return flow flow E of the combustion gas from the combustor 14 in a direction opposite to the main flow C of the combustion gas from the combustor 14 to the turbine 16. It consists of a blow seal 30 which can be generated between the blades 26, that is, between the honeycomb seal 24 installed on the inner circumferential surface of the casing 22 and the tip portion of the shroud 28. That is, after a part of the main flow C of the combustion gas discharged between the blades 26 is guided between the shroud 28 and the honeycomb seal 24, the countercurrent flow E is formed in the direction of the arrow of FIG. 5. In order to achieve this, it is preferable that the inclination angle formed by the virtual reference line L and the blow seal 30 is an acute angle (to be described later).
도 6 내지 도 9는 본 발명의 다양한 실시예로서, 블로우 시일의 단면 형상에 대한 여러 가지의 변형 형태를 부분적으로 도시한 평면도이다(실시 예를 설명함에 있어 블로우 시일의 배치나 경사각 등에 대해 중복되는 설명은 생략하기로 함).6 to 9 are various embodiments of the present invention, which are plan views partially illustrating various modified forms of the cross-sectional shape of the blow seal (the overlapping of the arrangement or the inclination angle of the blow seal in describing the embodiment may be repeated). Description will be omitted).
도 6을 참조로 하면, 상기 블로우 시일(30)은 상기 슈라우드(28)의 외주면을 위에서 내려다 보았을 때 평면의 형상이 삼각형 및 사각형을 포함하는 다각형 형상이거나, 타원형 또는 타원형의 일측이 뾰족한 변형 형태 등의 다양한 형상을 가질 수 있다.외측면에서 접선방향과 평행인 수평한 방향을 기준으로 단면의 형상이 사각의 플레이트 형태 또는 다양한 단면 형상으로 설정되는 복수의 부재로 이루어진다. 도 6을 참조로 하면, 블로우 시일(30)은 복수 개로 구비되고, 평면의 형상이 사각형일 수 있으며, 소정의 두께 및 폭을 갖는 블록 형태이다. 이때, 상기 사각단면 또는 다양한 단면 형상의 부재로 형성되는 복수의 블로우 시일(30)은 상기 슈라우드(28)의 외측면에서외주면 상에 등간격 또는 부등간격으로 배치된다(이하에서는 편의상 도 6의 기준선(L)을 기준으로 블로우 시일(30)의 우측이 상기 반류 유동(E)의 유입 방향이므로 입구부라고 정의하고, 기준선(L)을 기준으로 블로우 시일(30)의 좌측이 반류 유동(E)의 유출 방향이므로 출구부라고 정의한다). Referring to FIG. 6, when the blow seal 30 is viewed from above the outer circumferential surface of the shroud 28, the planar shape is a polygonal shape including a triangle and a quadrangle, or an elliptical shape or one side of the elliptical pointed deformation shape or the like. The cross-sectional shape is based on a horizontal direction parallel to the tangential direction on the outer surface of the outer surface is composed of a plurality of members that are set to a rectangular plate form or a variety of cross-sectional shape. Referring to FIG. 6, a plurality of blow seals 30 may be provided, the planar shape may have a quadrangular shape, and a block shape having a predetermined thickness and width. In this case, the plurality of blow seals 30 formed of the rectangular cross section or the members having various cross-sectional shapes are disposed at equal intervals or uneven intervals on the outer circumferential surface of the outer surface of the shroud 28 (hereinafter referred to as the reference line of FIG. Since the right side of the blow seal 30 is the inflow direction of the countercurrent flow E based on (L), it is defined as an inlet, and the left side of the blow seal 30 is the countercurrent flow E based on the reference line L. Since it is the outflow direction of, it is defined as the outlet part).
즉, 상기 사각단면 또는 다양한 단면 형상의 블로우 시일(30)은 상기 반류 유동(E)의 방향을 기준으로 입구부(도면기준 우측)에 즉, 블로우 시일(30)의 입구부에 해당하는 부위의 간격(피치, P)과 블로우 시일(30)의 출구부(도면기준 좌측)에 해당하는 부위의 간격(피치, P)을 각각 등간격으로 설정하여 배치된다될 수 있다. 이와 달리, 상기 사각단면 또는 다양한 단면 형상의 블로우 시일(30)은 연소가스에 대한 누설 유동(D)의 최소화를 위해 입구부의 간격(피치, P)과 출구부의 간격(피치, P)을 각각 다르게 설정하여 부등간격으로 배치될 수도 있다.That is, the blow seal 30 having the rectangular cross section or the various cross-sectional shapes is formed at the inlet portion (the right side of the drawing reference), that is, the portion corresponding to the inlet portion of the blow seal 30 based on the direction of the countercurrent flow E. The intervals (pitch, P) and the intervals (pitch, P) of the portions corresponding to the outlet portions (the left side of the reference drawing) of the blow seal 30 may be arranged at equal intervals. On the other hand, the blow seal 30 having a rectangular cross section or various cross-sectional shapes has different inlet spacing (pitch, P) and outlet spacing (pitch, P) in order to minimize the leakage flow D for the combustion gas. It may be set to be arranged at uneven intervals.
또한, 상기 사각단면 또는 다양한 단면 형상의 블로우 시일(30)은 연소가스의 누설 유동(D)을 최소화하기 위해 슈라우드(28)의 원주 방향을 따르는 가상의 기준선(L)에 대해 소정 경사각을 갖도록 배치되는 것이 바람직하다. In addition, the blow seal 30 having a rectangular cross section or various cross-sectional shapes is arranged to have a predetermined inclination angle with respect to the virtual reference line L along the circumferential direction of the shroud 28 in order to minimize the leakage flow D of the combustion gas. It is desirable to be.
즉, 상기 슈라우드(28)기준선(L)에 대해 경사각도(A)를 최적의 상태로 설정하여 배치할 수도 있다.하는 것이 바람직하며, 예를 들어 경사각(A)는 45도 이하의 예각일 수 있다. 복수의 블로우 시일(30)은 기준선(L)에 대해 서로 동일한 경사각을 갖도록 배치될 수도 있고, 이웃한 블로우 시일(30) 간에 서로 다른 경사각을 갖도록 배치될 수도 있다.예컨대, 상기 슈라우드(28)에 대한 상기 블로우 시일(30)의 경사각도(A)는 상호 동일하게 설정되거나 또는 서로 다르게 설정된다.이러한 경사각의 조정 및 블로우 시일(30)의 배치는 반류 유동(E)에 대한 실험이나 수치 해석 결과에 따라 최적의 형태를 찾아 미리 설정될 수 있다.That is, the inclination angle A may be set to an optimal state with respect to the shroud 28 reference line L. Preferably, the inclination angle A may be an acute angle of 45 degrees or less. have. The plurality of blow seals 30 may be arranged to have the same inclination angle with respect to the reference line L, or may be arranged to have different inclination angles between neighboring blow seals 30. For example, in the shroud 28 The inclination angles A of the blow seals 30 with respect to each other are set to be the same or different from each other. The adjustment of the inclination angles and the arrangement of the blow seals 30 are the results of experiments or numerical analysis on the countercurrent flow E. According to the optimum shape can be found in advance.
도 7을 참조로 하면, 상기 블로우 시일(30)은 슈라우드(28)의 외주면을 위에서 내려다 보았을 때 평면의 형상이 상기 슈라우드(28)의 외측면에서 접선방향과 평행인 수평한 방향을 기준으로 단면의 형상이 일측에서 타측으로 갈수록 점진적으로 축소되는 삼각형상의 웨지(wedge) 형태로 설정되는 복수의 부재로 이루어진다.일 수 있다. 블로우 시일(30)은 복수 개로 구비되며, 소정의 두께를 갖는 블록 형태이다. 이때, 웨지단면의 부재로 형성되는 복수의 블로우 시일(30)은 상기 슈라우드(28)의 외측면에서 외주면 상에 등간격 또는 부등간격으로 배치된다. Referring to FIG. 7, the blow seal 30 has a cross section based on a horizontal direction in which the plane shape is parallel to the tangential direction on the outer surface of the shroud 28 when viewed from above the outer circumferential surface of the shroud 28. The shape of the may be composed of a plurality of members that are set in the form of a triangular wedge (wedge) is gradually reduced from one side to the other side. The blow seal 30 is provided in plurality, and is in the form of a block having a predetermined thickness. At this time, the plurality of blow seals 30 formed by the member of the wedge cross section is disposed on the outer peripheral surface of the shroud 28 at equal intervals or uneven intervals.
즉, 블로우 시일(30)의 입구부에 해당하는 부위의 간격(피치, P)과 블로우 시일(30)의 출구부에 해당하는 부위의 간격(피치, P)을 각각 등간격으로 설정하여 배치될 수 있다. 이와 달리, 블로우 시일(30)은 연소가스에 대한 누설 유동(D)의 최소화를 위해 입구부의 간격(피치, P)과 출구부의 간격(피치, P)을 각각 다르게 설정하여 부등간격으로 배치될 수도 있다.That is, the interval (pitch, P) of the portion corresponding to the inlet portion of the blow seal 30 and the interval (pitch, P) of the portion corresponding to the outlet portion of the blow seal 30 are respectively set at equal intervals. Can be. Alternatively, the blow seal 30 may be arranged at different intervals by setting the inlet gap (pitch, P) and the outlet gap (pitch, P) differently in order to minimize the leakage flow D for the combustion gas. have.
또한, 블로우 시일(30)은 연소가스의 누설 유동(D)을 최소화하기 위해 슈라우드(28)의 원주 방향을 따르는 가상의 기준선(L)에 대해 소정 경사각을 갖도록 배치되는 것이 바람직하다.즉, 상기 수평단면의 웨지형상 블로우 시일(30)은 상기 반류 유동(E)의 방향을 기준으로 입구부(도면기준 우측)에 해당하는 부위의 간격(피치, P)과 출구부(도면기준 좌측)에 해당하는 부위의 간격(피치, P)을 각각 등간격으로 설정하여 배치된다. 이와 달리, 상기 웨지형 블로우 시일(30)은 연소가스에 대한 누설 유동(D)의 최소화를 위해 입구부의 간격(피치, P)과 출구부의 간격(피치, P)을 상호 다르게 설정하여 부등간격으로 배치될 수도 있다. 또한, 상기 수평단면의 웨지형상 블로우 시일(30)은 연소가스의 누설 유동(D)을 최소화하기 위해 상기 슈라우드(28)에 대해 경사각도(A)를 최적의 상태로 설정하여 배치할 수도 있다. 예컨대, 상기 슈라우드(28)에 대한 상기 블로우 시일(30)의 경사각도(A)는 상호 동일하게 설정되거나 또는 서로 다르게 설정된다. 특히, 상기 웨지형 블로우 시일(30)에 있어, 웨지 형태의 단면방향은 웨지 형상의 일단에 비해 상대적으로 폭이 넓은 타단인 반류 유동(E)의 입구부에 리딩 에지(leading edge)를 반류 유동(E)의 입구부에 배치하면서 반류 유동(E)의 출구부에 리딩 에지의 반대쪽인 트레일링 에지(trailing edge)를 배치하거나, 이와 반대로 반류 유동(E)의 입구부에 트레일링 에지를 배치하면서 반류 유동(E)의 출구부에 리딩 에지를 배치할 수도 있다. Further, the blow seal 30 is preferably arranged to have a predetermined inclination angle with respect to the virtual reference line L along the circumferential direction of the shroud 28 in order to minimize the leakage flow D of the combustion gas. The wedge-shaped blow seal 30 of the horizontal section corresponds to the spacing (pitch, P) and the outlet portion (left of the drawing reference) corresponding to the inlet (right of the drawing) based on the direction of the return flow E. The intervals (pitch, P) of the portions to be set are set at equal intervals, respectively. On the contrary, the wedge-shaped blow seal 30 sets the gap (pitch, P) of the inlet part and the gap (pitch, P) of the outlet part at different intervals to minimize leakage flow D of the combustion gas. It may be arranged. In addition, the wedge-shaped blow seal 30 of the horizontal section may be arranged to set the inclination angle (A) to the optimal state with respect to the shroud 28 in order to minimize the leakage flow (D) of the combustion gas. For example, the inclination angles A of the blow seals 30 with respect to the shroud 28 are set to be the same or different from each other. In particular, in the wedge-shaped blow seal 30, the wedge-shaped cross-sectional direction has a leading edge at the inlet of the counterflow flow E, the other end of which is relatively wider than one end of the wedge shape. Arranging the trailing edge opposite to the leading edge at the outlet of the reflux flow E while placing it at the inlet of (E), or conversely placing the trailing edge at the inlet of the reflux flow E It is also possible to arrange the leading edge at the outlet of the countercurrent flow E.
도 8을 참조로 하면, 블로우 시일(30)은 복수 개로 구비되며, 슈라우드(28)의 외주면을 위에서 내려다 보았을 때 평면의 형상이 상기 블로우 시일(30)은 상기 슈라우드(28)의 외측면에서 접선방향과 평행인 수평한 방향을 기준으로 단면의 형상이 점진적으로 축소되는 삼각형상의 웨지(wedge) 형태이면서, 가상의 기준선(L)의 방향에서 봤을 때 바닥면이 웨지 형상인 사면체 형상을 가질 수 있다. 상기 블레이드(26)의 형성방향과 동일한 수직한 방향을 기준으로 단면적이 점진적으로 축소되는 삼각형상의 웨지(wedge) 형태로 설정되는 복수의 부재로 이루어진다. 이때, 웨지단면의 부재로 형성되는 복수의 블로우 시일(30)은 상기 슈라우드(28)의 외주면 상에외측면에서 등간격 또는 부등간격으로 배치된다. Referring to FIG. 8, a plurality of blow seals 30 are provided, and when the top surface of the shroud 28 is viewed from above, the shape of the plane is tangential to the outside of the shroud 28. It may have a triangular wedge shape in which the shape of the cross section is gradually reduced with respect to the horizontal direction parallel to the direction, and has a tetrahedral shape in which the bottom surface is a wedge shape when viewed in the direction of the virtual reference line L. . It consists of a plurality of members set in the form of a triangular wedge in which the cross-sectional area is gradually reduced on the basis of the same vertical direction as the forming direction of the blade 26. At this time, the plurality of blow seals 30 formed by the member of the wedge cross section is disposed on the outer circumferential surface of the shroud 28 at equal intervals or uneven intervals on the outer surface.
블로우 시일(30)의 간격과 배치 형태에 대해서는 도 7의 실시 예와 동일하므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.The spacing and arrangement of the blow seals 30 are the same as in the embodiment of FIG. 7, and thus detailed descriptions thereof will be omitted.
즉, 상기 수평 및 수직단면의 웨지형상 블로우 시일(30)은 상기 반류 유동(E)의 방향을 기준으로 입구부(도면기준 우측)에 해당하는 부위의 간격과 출구부(도면기준 좌측)에 해당하는 부위의 간격(피치, P)을 각각 등간격으로 설정하여 배치된다. 이와 달리, 상기 웨지형 블로우 시일(30)은 연소가스에 대한 누설 유동(D)의 최소화를 위해 입구부의 간격(피치, P)과 출구부의 간격(피치, P)을 상호 다르게 설정하여 부등간격으로 배치될 수도 있다. 또한, 상기 수평 및 수직단면의 웨지형상 블로우 시일(30)은 연소가스의 누설 유동(D)을 최소화하기 위해 상기 슈라우드(28)에 대해 경사각도(A)를 최적의 상태로 설정하여 배치할 수도 있다. 예컨대, 상기 슈라우드(28)에 대한 상기 블로우 시일(30)의 경사각도(A)는 상호 동일하게 설정되거나 또는 서로 다르게 설정된다. 특히, 상기 웨지형 블로우 시일(30)에 있어, 웨지 형태의 단면방향은 반류 유동(E)의 입구부에 리딩 에지(leading edge)를 배치하면서 반류 유동(E)의 출구부에 트레일링 에지(trailing edge)를 배치하거나, 이와 반대로 반류 유동(E)의 입구부에 트레일링 에지를 배치하면서 반류 유동(E)의 출구부에 리딩 에지를 배치할 수도 있다. That is, the wedge-shaped blow seal 30 of the horizontal and vertical cross-sections correspond to the interval between the inlet portion (the right side of the drawing) and the outlet portion (the left side of the drawing) based on the direction of the return flow E. The intervals (pitch, P) of the portions to be set are set at equal intervals, respectively. On the contrary, the wedge-shaped blow seal 30 sets the gap (pitch, P) of the inlet part and the gap (pitch, P) of the outlet part at different intervals to minimize leakage flow D of the combustion gas. It may be arranged. In addition, the wedge-shaped blow seal 30 of the horizontal and vertical cross-section may be arranged by setting the inclination angle (A) to the optimal state with respect to the shroud (28) in order to minimize the leakage flow (D) of the combustion gas. have. For example, the inclination angles A of the blow seals 30 with respect to the shroud 28 are set to be the same or different from each other. In particular, in the wedge-shaped blow seal 30, the cross-sectional direction of the wedge shape is provided with a trailing edge at the outlet of the countercurrent flow E while arranging a leading edge at the inlet of the countercurrent flow E. It is also possible to arrange the trailing edge or, conversely, to arrange the trailing edge at the inlet of the countercurrent flow E and at the outlet of the countercurrent flow E.
도 9를 참조로 하면, 블로우 시일(30)은 복수 개로 구비되며, 슈라우드(28)의 외주면을 위에서 내려다 보았을 때 평면의 형상이 상기 블로우 시일(30)은 상기 슈라우드(28)의 외측면에서 접선방향과 평행인 수평한 방향을 기준으로 단면의 형상이 점진적으로 축소되는 에어포일(airfoil)의 형태로 설정되는 복수의 부재로 이루어진다. 를 가질 수 있다. 이때, 에어포일형 단면의 부재로 형성되는 복수의 블로우 시일(30)은 상기 슈라우드(28)의 외측면에서외주면 상에 등간격 또는 부등간격으로 배치된다. Referring to FIG. 9, a plurality of blow seals 30 are provided, and when the outer circumferential surface of the shroud 28 is viewed from above, the shape of the plane is tangential to the outer surface of the shroud 28. It consists of a plurality of members set in the form of airfoils whose shape of the cross section is gradually reduced with respect to the horizontal direction parallel to the direction. It can have At this time, the plurality of blow seals 30 formed by the member of the airfoil cross section is disposed on the outer circumferential surface at the outer surface of the shroud 28 at equal intervals or uneven intervals.
즉, 블로우 시일(30)의 입구부에 해당하는 부위의 간격(피치, P)과 블로우 시일(30)의 출구부에 해당하는 부위의 간격(피치, P)을 각각 등간격으로 설정하여 배치될 수 있다. 이와 달리, 블로우 시일(30)은 연소가스에 대한 누설 유동(D)의 최소화를 위해 입구부의 간격(피치, P)과 출구부의 간격(피치, P)을 각각 다르게 설정하여 부등간격으로 배치될 수도 있다.That is, the interval (pitch, P) of the portion corresponding to the inlet portion of the blow seal 30 and the interval (pitch, P) of the portion corresponding to the outlet portion of the blow seal 30 are respectively set at equal intervals. Can be. Alternatively, the blow seal 30 may be arranged at different intervals by setting the inlet gap (pitch, P) and the outlet gap (pitch, P) differently in order to minimize the leakage flow D for the combustion gas. have.
또한, 블로우 시일(30)은 연소가스의 누설 유동(D)을 최소화하기 위해 슈라우드(28)의 원주 방향을 따르는 가상의 기준선(L)에 대해 소정 경사각을 갖도록 배치되는 것이 바람직하다.즉, 상기 에어포일 단면형상의 블로우 시일(30)은 상기 반류 유동(E)의 방향을 기준으로 입구부(도면기준 우측)에 해당하는 부위의 간격(피치, P)과 출구부(도면기준 좌측)에 해당하는 부위의 간격(피치, P)을 등간격으로 설정하여 배치된다. 이와 달리, 상기 에어포일형 블로우 시일(30)은 연소가스에 대한 누설 유동(D)의 최소화를 위해 입구부의 간격(피치, P)과 출구부의 간격(피치, P)을 상호 다르게 설정하여 부등간격으로 배치될 수도 있다. 또한, 상기 에어포일형 블로우 시일(30)은 연소가스의 누설 유동(D)을 최소화하기 위해 상기 슈라우드(28)에 대해 경사각도(A)를 최적의 상태로 설정하여 배치할 수도 있다. 예컨대, 상기 슈라우드(28)에 대한 상기 블로우 시일(30)의 경사각도(A)는 상호 동일하게 설정되거나 또는 서로 다르게 설정된다. Further, the blow seal 30 is preferably arranged to have a predetermined inclination angle with respect to the virtual reference line L along the circumferential direction of the shroud 28 in order to minimize the leakage flow D of the combustion gas. The blow seal 30 of the cross-sectional shape of the airfoil corresponds to the interval (pitch, P) and the outlet portion (left side of the drawing) corresponding to the inlet portion (right side of the drawing) based on the direction of the return flow E. It arrange | positions by setting the space | interval (pitch, P) of the site | part to make at equal interval. On the contrary, the airfoil type blow seal 30 sets the gap (pitch, P) of the inlet part and the gap (pitch, P) of the outlet part differently to minimize the leakage flow D for the combustion gas. It may be arranged as. In addition, the airfoil type blow seal 30 may be disposed by setting the inclination angle A to an optimal state with respect to the shroud 28 in order to minimize the leakage flow D of the combustion gas. For example, the inclination angles A of the blow seals 30 with respect to the shroud 28 are set to be the same or different from each other.
특히, 상기 에어포일형 블로우 시일(30)에 있어, 에어포일 형태의 일단에 비해 상대적으로 폭이 넓은 타단인 단면방향은 반류 유동(E)의 입구부에 리딩 에지(leading edge)를 반류 유동(E)의 입구부에 배치하면서 반류 유동(E)의 출구부에 리딩 에지의 반대쪽인 트레일링 에지(trailing edge)를 배치하거나, 이와 반대로 반류 유동(E)의 입구부에 트레일링 에지를 배치하면서 반류 유동(E)의 출구부에 리딩 에지를 배치할 수도 있다. In particular, in the airfoil type blow seal 30, the cross-sectional direction, which is wider than the other end of the airfoil type, has a leading edge at the inlet of the counterflow flow E. Placing a trailing edge opposite the leading edge at the outlet of the reflux flow E while placing it at the inlet of E), or conversely placing a trailing edge at the inlet of the reflux flow E It is also possible to arrange the leading edge at the outlet of the reflux flow E.
요약하자면, 본 발명에 따른 가스 터빈의 블레이드 팁 실링 장치는 도 6 내지 도 9에 각각 도시된 바와 같이, 상기 블로우 시일(30)의 형성에 따른 연소가스에 의한 반류 유동(E)의 생성을 통해 연소가스의 주 유동(C)으로부터 분지되어 상기 케이싱(22)의 허니콤 시일(24)과 상기 블레이드(26)의 선단부 사이의 간극을 향한 누설 유동(D)의 정도를 최소화함으로써 기관의 효율을 향상시키는 데 기여할 수 있게 된다. In summary, the blade tip sealing apparatus of the gas turbine according to the present invention, as shown in each of FIGS. 6 to 9, through the generation of the return flow (E) by the combustion gas according to the formation of the blow seal (30) Engine efficiency is minimized by branching from the main flow C of combustion gas and minimizing the degree of leakage flow D towards the gap between the honeycomb seal 24 of the casing 22 and the tip of the blade 26. Can contribute to improvement.
도 10 내지 도 13은 본 발명의 다양한 실시예로서, 블로우 시일의 측면 형상에 대한 여러 가지의 변형 형태를 부분적으로 도시한 측면도이다.10 to 13 are side views partially showing various modifications to the side shape of the blow seal as various embodiments of the present invention.
도 10을 참조로 하면, 상기 블로우 시일(30)은 연소가스의 반류 유동(E)에 대한 유동 방향을 상기 케이싱(22)의 내주면에 위치한 상기 허니콤 시일(24)의 내주면과의 간극 부위를 향해 유도하기 위해 외측 표면에서 외부를 향해 복수로 돌출된 돌기 형태의 유동 안내깃(32)을 형성하고, 그 배치방향은 상기 블로우 시일(30)에서 상기 슈라우드(28)를 향한 기저부로부터 상기 케이싱(22)의 허니콤 시일(24)을 향한 자유단부를 향해 상향 경사진 형태로 설정된다. 특히, 상기 유동 안내깃(32)은 상기 블로우 시일(30)의 양쪽면 중에서 적어도 하나 이상의 부위에 형성된다. Referring to FIG. 10, the blow seal 30 defines a flow direction with respect to the countercurrent flow E of the combustion gas with a gap portion with the inner circumferential surface of the honeycomb seal 24 located on the inner circumferential surface of the casing 22. A guiding flow guide vane 32 protruding from the outer surface toward the outside for guiding therefrom, the arrangement direction of which is from the base toward the shroud 28 at the blow seal 30; 22 is set in the form of inclined upward toward the free end toward the honeycomb seal 24. In particular, the flow guide vane 32 is formed in at least one of the two sides of the blow seal 30.
이때, 상기 유동 안내깃(32)은 상기 블로우 시일(30)의 표면에서 소정의 간격을 두고 이격되게 복수로 배치된다. 특히, 상기 유동 안내깃(32)은 상기 블로우 시일(30)의 형성에 따른 연소가스에 의한 반류 유동(E)의 형성 방향을 기준으로 입구부(도면기준 우측)로부터 출구부(도면기준 좌측)를 향해 상호간의 이격거리를 확장시키는 형태로 배치된다. 이 경우, 상기 유동 안내깃(32)의 전체적인 외형은 직선의 형태로 이루어진다.In this case, the flow guide vanes 32 are disposed in plural to be spaced apart from the surface of the blow seal 30 at a predetermined interval. In particular, the flow guide feather 32 is an outlet portion (right side of the drawing) from an inlet portion (right side of the drawing) based on the direction of formation of the return flow E by the combustion gas according to the formation of the blow seal 30. It is arranged in the form of extending the separation distance between each other toward. In this case, the overall shape of the flow guide feather 32 is in the form of a straight line.
이에 따라, 상기 직선형의 출구부 확장형 유동 안내깃(32)에 의해 설정되는 반류 유동(E)의 분포는 상기 블로우 시일(30)의 입구부로부터 출구부를 향해 균일하게 분산 및 확산될 수 있으므로 연소가스의 주 유동(C)으로부터 분지되어 상기 케이싱(22)의 허니콤 시일(24)과 상기 블레이드(26)의 선단부 사이의 간극을 향한 누설 유동(D)의 정도를 최소화하는 데 더욱 기여할 수 있게 된다. Accordingly, the distribution of the counterflow flow E set by the linear outlet extension flow guide blade 32 can be uniformly dispersed and diffused from the inlet to the outlet of the blow seal 30, so that the combustion gas Branching from the main flow C of the can further contribute to minimizing the degree of leakage flow D towards the gap between the honeycomb seal 24 of the casing 22 and the tip of the blade 26. .
도 11을 참조로 하면, 상기 유동 안내깃(32)은 도 10에 도시된 유동 안내깃(32)과 동일한 배치 형태로 이루어진다. 다만, 각각의 유동 안내깃(32)은 상기 블로우 시일(30)의 기저부로부터 상기 케이싱(22)의 허니콤 시일(24)을 향해 상향 오목한 형태로 만곡진 곡률을 가지도록 형성된다. 이와 같은 형태로 설정되는 유선형의 출구부 확장형 유동 안내깃(32)의 경우에도 도 10에 도시된 안내깃과 유사한 효과를 구현할 수 있고, 무엇보다도 상기 케이싱(22)의 허니콤 시일(24)과 상기 블레이드(26)의 선단부 사이의 간극 부위를 향한 반류 유동(E)을 더욱 촉진시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다. Referring to FIG. 11, the flow guide vane 32 has the same arrangement as the flow guide vane 32 shown in FIG. 10. However, each of the flow guide vanes 32 is formed to have a curved curvature in a concave upward shape from the base of the blow seal 30 toward the honeycomb seal 24 of the casing 22. Even in the case of the streamlined outlet extended flow guide blade 32 set in such a shape, an effect similar to the guide blade shown in FIG. 10 can be realized, and above all, the honeycomb seal 24 of the casing 22 and It is possible to provide an effect that can further promote the return flow (E) toward the gap portion between the tip of the blade 26.
도 12를 참조로 하면, 상기 유동 안내깃(32)은 도 10과 도 11에 각각 도시된 유동 안내깃(32)과 동일한 배치 형태로 이루어진다. 특히 도 11에 도시된 유동 안내깃(32)과 비교할 때 각각의 유동 안내깃(32)은 상기 블로우 시일(30)의 기저부로부터 상기 케이싱(22)의 허니콤 시일(24)을 향해 상향 볼록한 형태로 만곡진 곡률을 가지도록 형성된다. 이와 같은 형태로 설정되는 유선형의 출구부 확장형 유동 안내깃(32)의 경우에도 도 10과 도 11에 각각 도시된 안내깃과 유사한 효과를 구현할 수 있고, 무엇보다도 상기 케이싱(22)의 허니콤 시일(24)과 상기 블레이드(26)의 선단부 사이의 간극 부위를 향한 반류 유동(E) 뿐만 아니라, 상기 블로우 시일(30)의 출구부를 향한 반류 유동(E)을 함께 촉진시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다. Referring to FIG. 12, the flow guide feather 32 has the same arrangement as the flow guide feather 32 shown in FIGS. 10 and 11, respectively. In particular, each of the flow guide vanes 32 is upwardly convex toward the honeycomb seal 24 of the casing 22 from the base of the blow seal 30 as compared to the flow guide vanes 32 shown in FIG. 11. It is formed to have a curved curvature. Even in the case of the streamlined outlet type extended flow guide feather 32 set in such a shape, an effect similar to that of the guide feather shown in FIGS. 10 and 11 can be realized, and above all, the honeycomb seal of the casing 22. It will provide the effect of promoting the countercurrent flow E toward the gap portion between the 24 and the tip of the blade 26 as well as the countercurrent flow E towards the outlet of the blow seal 30 together. It becomes possible.
도 13을 참조로 하면, 상기 유동 안내깃(32)은 도 10 내지 도 12에 각각 도시된 유동 안내깃(32)과 달리, 상기 블로우 시일(30)의 입구부에서 블로우 시일(30)의 기저부로부터 상기 케이싱(22)의 허니콤 시일(24)을 향해 상향 경사진 형태로 설정되는 제1유동 안내부(32a)와, 상기 제1유동 안내부(32a)로부터 블로우 시일(30)의 출구부측 기저부를 향해 하향 경사진 형태로 설정되는 제2유동 안내부(32b)로 구성된다. 즉, 도 13은 유선형의 복합형 유동 안내깃(32)을 갖춘 블로우 시일(30)에 해당한다.Referring to FIG. 13, the flow guide vanes 32 are different from the flow guide vanes 32 shown in FIGS. 10 to 12, respectively, at the base of the blow seal 30 at the inlet of the blow seal 30. The first flow guide portion 32a set in an inclined manner upward toward the honeycomb seal 24 of the casing 22 and the outlet portion side of the blow seal 30 from the first flow guide portion 32a. It consists of the 2nd flow guide part 32b set in the form inclined downward toward the base part. That is, FIG. 13 corresponds to a blow seal 30 with a streamlined composite flow guide vane 32.
이때, 상기 제1유동 안내부(32a)와 상기 제2유동 안내부(32b) 사이는 소정의 이격거리를 두도록 형성된다. 이에 따라, 상기 제1유동 안내부(32a)의 형성에 따른 반류 유동(E)의 초기 유동은 상기 케이싱(22)의 허니콤 시일(24)과 상기 블레이드(26)의 선단부 사이의 간극 부위를 향해 설정되어 간극 부위로 진입한 누설 유동(D)을 차단하는 데 기여할 수 있고, 상기 제2유동 안내부(32b)에 따른 반류 유동(E)의 말기 유동은 상기 블로우 시일(30)의 출구부를 향해 설정되어 간극 부위를 향한 누설 유동(D)의 초기 진입을 원천적으로 차단하는 데 기여할 수 있게 된다.At this time, the first flow guide portion 32a and the second flow guide portion 32b are formed to have a predetermined distance. Accordingly, the initial flow of the counterflow flow E according to the formation of the first flow guide portion 32a is a gap portion between the honeycomb seal 24 of the casing 22 and the tip of the blade 26. And the end flow of the counterflow flow E according to the second flow guide portion 32b to block the leakage flow D entering the gap portion. Can be set to contribute to blocking the initial entry of the leakage flow D towards the gap site.
도 14는 본 발명의 다른 실시예로서, 블레이드의 선단부에 대한 블로우 시일의 경사각도를 가변적으로 조절하기 위한 선회설비의 주요 구성부위를 부분적으로 도시한 사시도이고, 도 15는 도 14에 도시된 선회설비에서 유압회로를 포함한 전체 구성을 도시한 도면이다. FIG. 14 is a perspective view partially showing the main components of a turning device for variably adjusting the inclination angle of the blow seal with respect to the tip end portion of the blade, and FIG. 15 is a turning view shown in FIG. A diagram showing the overall configuration including the hydraulic circuit in the installation.
도 14와 도 15를 각각 참조로 하면, 상기 블로우 시일(30)은 상기 블레이드(26)의 회전속도에 대응하여 상기 슈라우드(28)에 대한 블로우 시일(30)의 경사각도를 가변적으로 조절하여 반류 유동(E)의 생성 정도를 자유롭게 제어하기 위한 선회설비를 구비한다. Referring to FIGS. 14 and 15, the blow seal 30 is returned by varying the inclination angle of the blow seal 30 with respect to the shroud 28 in response to the rotational speed of the blade 26. A turning device for freely controlling the degree of generation of the flow E is provided.
상기 선회설비는 상기 슈라우드(28)에 대한 상기 블로우 시일(30)의 경사각도를 자유롭게 조절하기 위해 블로우 시일(30)에 형성되어 블로우 시일(30)을 회전 가능하게 지지하는 힌지축(34), 상기 힌지축(34)을 내부에 수용하여 회전 가능하게 지지하는 압력실(36), 상기 힌지축(34)에 결합되어 상기 압력실(36)의 내부 공간을 기밀한 상태로 분할하는 회전자(38), 및 상기 압력실(36)의 내부에서 상기 회전자(38)를 사이에 두고 기밀하게 분할된 공간으로 개별적인 작동압을 제공하여 상기 압력실(36) 내에서 상기 회전자(38)의 회전을 구현함으로써 상기 힌지축(34)의 회전을 도모하기 위한 작동설비를 포함하여 구성된다. The pivoting facility is a hinge shaft (34) formed on the blow seal (30) to rotatably support the blow seal (30) to freely adjust the inclination angle of the blow seal (30) with respect to the shroud (28), A pressure chamber 36 accommodating the hinge shaft 34 therein and rotatably supporting the rotor shaft; and a rotor coupled to the hinge shaft 34 to divide the internal space of the pressure chamber 36 into an airtight state ( 38) and provide a separate working pressure to the airtightly divided space between the rotor 38 in the interior of the pressure chamber 36 to provide a separate working pressure of the rotor 38 within the pressure chamber 36. It is configured to include an operating facility for promoting the rotation of the hinge shaft 34 by implementing the rotation.
이 경우, 상기 힌지축(34)은 상기 블로우 시일(30)의 일측 하단부에 형성되고, 상기 압력실(36)은 상기 슈라우드(28)의 내부로 배치되어 누설 유동(D)과 반류 유동(E)에 대한 누설 공간을 최소화하도록 설정된다. 또한, 상기 압력실(36)은 상기 회전자(38)에 의한 회전각도를 제한하기 위해 내부로 돌출된 스토퍼(36a)를 형성하는 바, 상기 스토퍼(36a)의 형성 위치는 상기 슈라우드(28)에 대한 상기 블로우 시일(30)의 경사각도를 한정하는 위치에 부합하도록 설정된다. 이 결과, 상기 압력실(36) 내에서 상기 회전자(38)의 회전각도는 상기 스토퍼(36a)에 의해 한정된 범위로 제한될 수 있으므로 상기 압력실(36)에 대한 상기 힌지축(34)의 회전각도도 종속적으로 제한되어 상기 슈라우드(28)에 대한 상기 블로우 시일(30)의 경사각도를 원하는 범위로 한정할 수 있게 된다.In this case, the hinge shaft 34 is formed at one lower end portion of the blow seal 30, and the pressure chamber 36 is disposed inside the shroud 28 so that the leakage flow D and the return flow E It is set to minimize the leakage space for). In addition, the pressure chamber 36 forms a stopper 36a protruding therein to limit the angle of rotation by the rotor 38, and the stopper 36a is formed at the shroud 28. It is set to correspond to a position defining an angle of inclination of the blow seal 30 with respect to. As a result, the rotation angle of the rotor 38 in the pressure chamber 36 can be limited to a range defined by the stopper 36a, so that the hinge shaft 34 with respect to the pressure chamber 36 The rotation angle is also dependently limited so that the inclination angle of the blow seal 30 with respect to the shroud 28 can be limited to a desired range.
또한, 상기 작동설비는 상기 압력실(36) 내에서 상기 회전자(38)에 의해 분할되는 공간으로 교통 가능하게 형성되어 작동압을 개별적인 공급과 배출을 도모하는 복수의 압력관로(40), 상기 압력관로(40) 중 어느 하나의 관로를 이용한 작동압의 공급을 제공하기 위해 포트의 전환이 이루어지는 방향제어밸브(42), 상기 방향제어밸브(42)로 공급되는 작동압의 정도를 적절하게 조절하기 위한 압력제어밸브(44), 상기 압력관로(40)를 통해 공급되는 작동압이 과다할 경우를 대비하여 작동압의 공급을 중간에서 차단하는 릴리프밸브(46), 및 상기 압력실(36) 내에서 상기 회전자(38)의 회전을 위해 상기 압력관로(40)를 통해 이루어지는 작동압을 생성하는 유압펌프(48)를 포함하여 구성된다.In addition, the operation equipment is formed in the pressure chamber 36 in a communication space to the space divided by the rotor 38, a plurality of pressure pipe line 40 for the individual supply and discharge of the operating pressure, the In order to provide the supply of the working pressure using any one of the pressure pipes 40, the direction control valve 42, in which the port is switched, and the degree of the operating pressure supplied to the direction control valve 42 are appropriately adjusted. Pressure control valve 44 for the purpose, the relief valve 46 to cut off the supply of the operating pressure in the middle in case the operating pressure supplied through the pressure line 40 is excessive, and the pressure chamber 36 It is configured to include a hydraulic pump 48 for generating an operating pressure made through the pressure line 40 for the rotation of the rotor 38 within.
이 경우, 상기 압력관로(40)는 상기 회전축(20)과 상기 블레이드(26)를 경유하여 상기 슈라우드(28)를 거쳐 상기 압력실(36)의 내부로 교통하도록 형성된다. 또한, 상기 작동설비에 있어, 상기 압력관로(40)를 제외한 나머지 구성은 상기 회전축(20)을 포함한 블레이드(26) 등의 작동요소와의 간섭을 배제할 수 있는 위치로 설치됨은 물론이다. 특히, 상기 릴리프밸브(46)는 상기 방향제어밸브(42)와 상기 압력제어밸브(44) 사이에 위치한 압력관로(40) 중에 설치되어 상기 압력제어밸브(44)로부터 제공되는 공급압이 과다할 경우, 작동설비를 보호하는 기능을 수행한다.In this case, the pressure line 40 is formed to communicate with the inside of the pressure chamber 36 via the shroud 28 via the rotating shaft 20 and the blade 26. In addition, in the operation equipment, the rest of the configuration except the pressure line 40 is installed in a position that can exclude the interference with the operating element, such as the blade 26 including the rotating shaft 20, of course. In particular, the relief valve 46 is installed in the pressure line 40 located between the directional control valve 42 and the pressure control valve 44 so that the supply pressure provided from the pressure control valve 44 is excessive. In this case, the protection of the operating equipment is performed.
한편, 상기 선회설비는 상기 블레이드(26)의 회전속도에 따라 블레이드(26)에 대한 상기 블로우 시일(30)의 경사각도를 가변적으로 조절하기 위한 제어부(50), 및 상기 제어부(50)로 상기 터빈(16) 또는 상기 블레이드(26)의 구동속도를 검출하여 제공하는 회전속도 검출부(52)를 더 포함하여 구성된다. 도면 중 미설명 부호 54는 상기 유압펌프(48)로 작동유를 제공하는 오일 팬에 해당한다. On the other hand, the turning device is a control unit 50 for variably adjusting the inclination angle of the blow seal 30 with respect to the blade 26 in accordance with the rotational speed of the blade 26, and the control unit 50 It further comprises a rotational speed detection unit 52 for detecting and providing a drive speed of the turbine 16 or the blade 26. Reference numeral 54 in the figure corresponds to an oil pan for providing hydraulic oil to the hydraulic pump 48.
이 경우, 상기 제어부(50)는 상기 회전속도 검출부(52)를 통해 입력되는 상기 터빈(16)의 구동속도에 따라 상기 방향제어밸브(42)의 솔레노이드에 대한 적절한 작동신호를 출력함으로써 상기 압력실(36) 내에서 회전자(38)를 중심으로 기밀하게 구획되는 두 개의 내부 공간 중 어느 하나에 한정하여 작동압을 제공하게 되므로 상기 힌지축(34)의 회전을 구현할 수 있게 된다. In this case, the control unit 50 outputs an appropriate operation signal for the solenoid of the directional control valve 42 according to the driving speed of the turbine 16 input through the rotational speed detection unit 52. Since the operating pressure is limited to any one of the two inner spaces that are hermetically partitioned about the rotor 38 within the 36, the rotation of the hinge shaft 34 can be realized.
또한, 상기 제어부(50)는 상기 회전속도 검출부(52)를 통해 입력되는 상기 터빈(16)의 구동속도에 따라 상기 방향제어밸브(42)를 거쳐 상기 압력실(36)로 제공되는 작동압의 정도를 적절하게 조절할 수 있는 바, 이는 상기 압력제어밸브(44)에 대한 일련의 압력 제어에 의해 구현된다. 예컨대, 상기 제어부(50)는 상기 압력제어밸브(44)의 솔레노이드에 제공되는 작동신호를 듀티값의 선택에 따라 조절하거나, 비례제어의 방식으로 선형적인 출력값으로 제어할 수도 있을 것이다. In addition, the control unit 50 is the operating pressure of the operating pressure provided to the pressure chamber 36 via the direction control valve 42 in accordance with the drive speed of the turbine 16 input through the rotation speed detection unit 52. The degree can be adjusted appropriately, which is realized by a series of pressure controls for the pressure control valve 44. For example, the controller 50 may adjust the operation signal provided to the solenoid of the pressure control valve 44 according to the selection of the duty value or control the linear output value in a proportional control manner.
이하 본 발명의 실시예에 따른 가스 터빈의 블레이드 팁 실링 장치에 대한 작용을 상세히 설명한다.Hereinafter will be described in detail the operation of the blade tip sealing device of the gas turbine according to an embodiment of the present invention.
상기 연소기(14)를 거쳐 연소된 고온/고압의 연소가스 유동은 상기 터빈(16)의 블레이드(26)를 회전시켜 에너지의 생성에 기여하는 주 유동(C)과, 상기 케이싱(22)과 상기 블레이드(26)의 자유단부에 위치한 상기 슈라우드(28) 사이의 간극을 통한 누설 유동(D)으로 구분된다. The high temperature / high pressure combustion gas flow combusted through the combustor 14 rotates the blade 26 of the turbine 16 to contribute to the generation of energy, and the casing 22 and the A leakage flow D through the gap between the shrouds 28 located at the free end of the blade 26.
이 경우, 연소가스의 누설 유동(D)은 상기 블로우 시일(30)에 의해 조성되는 반대방향의 반류 유동(E)에 의해 저감된다. 즉, 도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이 다양한 단면 형상을 가지게 되는 상기 블로우 시일(30)은 상기 블레이드(26)의 회전에 따라 연소가스의 주 유동(C)과 반대되는 방향으로 설정되는 반류 유동(E)을 조성하게 되고, 이러한 반류 유동(E)의 생성은 상기 케이싱(22)과 상기 슈라우드(28) 사이의 간극부위에서 발생하는 누설 유동(D)을 최소화할 수 있게 된다. In this case, the leakage flow D of the combustion gas is reduced by the countercurrent flow E formed by the blow seal 30. That is, as shown in FIGS. 6 to 9, the blow seal 30 having various cross-sectional shapes is set in a direction opposite to the main flow C of the combustion gas according to the rotation of the blade 26. The flow E is formed, and the generation of the countercurrent flow E enables to minimize the leakage flow D generated at the gap portion between the casing 22 and the shroud 28.
예컨대, 도 6에 도시된 상기 사각단면의 평면이 사각 형상인 블로우 시일(30)은 상기 슈라우드(28)의 외측면에 전 둘레에 걸쳐 등간격 또는 부등간격의 이격거리를 두고 복수로 배치되므로, 상기 블로우 시일(30) 사이의 공간에서 연소가스의 주 유동(C)과 반대방향으로 설정되는 연소가스의 반류 유동(E)은 상기 케이싱(22)과 상기 슈라우드(28) 사이의 간극부위로 진입하여 상기 터빈(16)의 블레이드(26)를 거치지 않고 상기 배기부(18)로 바로 배출되는 누설 유동(D)의 정도를 최소화하는 데 기여할 수 있게 된다.For example, since the plane of the rectangular cross section shown in FIG. 6 has a rectangular shape, the blow seal 30 is disposed in plural on the outer surface of the shroud 28 at equal intervals or unequal intervals over the entire circumference. In the space between the blow seals 30, the countercurrent flow E of the combustion gas set in a direction opposite to the main flow C of the combustion gas enters the gap portion between the casing 22 and the shroud 28. Thus, it is possible to contribute to minimizing the degree of leakage flow D directly discharged to the exhaust 18 without passing through the blade 26 of the turbine 16.
또한, 도 7에 도시된 상기 수평단면의 평면이 웨지 형상인 웨지형 블로우 시일(30)의 경우에는 도 6의 사각단면의 블로우 시일(30)과 동일하게 연소가스의 주 유동(C)과 반대되는 방향으로 조성되는 반류 유동(E)을 생성함에 있어, 유동의 입구부에 폭이 넓은 리딩 에지의 배치와 함께 유동의 출구부에 트레일링 에지의 배치를 통해 블로우 시일(30) 사이의 공간으로 유입되는 연소가스의 초기 속도를 높여 누설 유동(D)을 최소화하는 데 더욱 기여할 수 있게 된다. 아울러, 상기 수평단면의 웨지형 블로우 시일(30)에 있어, 폭이 넓은 쪽 단부인 리딩 에지와 리딩 에지에 반대편인 트레일링 에지를 반대로 배치할 경우에는 유동의 출구부를 향한 연소가스의 말기 속도를 높여 상기 케이싱(22)과 상기 슈라우드(28) 사이의 간극부위를 향한 누설 유동(D)의 초기 진입을 원천적으로 차단시켜 기관의 효율을 향상시키는 데 기여할 수 있게 된다. In addition, in the case of the wedge-shaped blow seal 30 in which the plane of the horizontal cross section shown in FIG. 7 is wedge-shaped, the same as that of the blow seal 30 of the square cross section of FIG. In generating the counterflow flow E which is formed in the direction of the flow, the space between the blow seals 30 is arranged through the arrangement of the trailing edge at the outlet of the flow together with the arrangement of the wide leading edge at the inlet of the flow. By increasing the initial velocity of the incoming combustion gas it can be further contributed to minimizing the leakage flow (D). In addition, in the wedge-shaped blow seal 30 of the horizontal section, when the leading edge, which is the wide end, and the trailing edge opposite to the leading edge, are arranged oppositely, the final velocity of the combustion gas toward the outlet of the flow is increased. As a result, the initial entry of the leakage flow D toward the gap portion between the casing 22 and the shroud 28 may be blocked at the source, thereby contributing to improving the efficiency of the engine.
또한, 도 8에 도시된 평면의 형상이 웨지 형상이고 전체적인 형상이 웨지형의 바닥면을 갖는 사면체 형상인 상기 수평 및 수직단면의 웨지형 블로우 시일(30)은 도 7에 도시된 수평단면의 웨지형 블로우 시일(30)과 동일하게 상기 케이싱(22)과 상기 슈라우드(28) 사이의 간극부위를 향한 누설 유동(D)을 최소화하는 데 기여할 수 있고, 특히 각 블로우 시일(30)의 수직방향 단면적의 변화를 통해 간극부위의 높이방향 위치에 따른 반류 유동(E)의 속도와 압력에 변화를 줄 수 있으므로 누설 유동(D)을 최소화하는 데 보다 향상된 효과를 제공할 수 있게 된다.In addition, the wedge-shaped blow seal 30 of the horizontal and vertical cross-section, wherein the planar shape shown in FIG. Like the blow blow 30, it can contribute to minimizing the leakage flow D towards the gap between the casing 22 and the shroud 28, in particular the vertical cross-sectional area of each blow seal 30 Through the change of the velocity and pressure of the return flow (E) according to the height position of the gap portion can be changed to provide a more improved effect to minimize the leakage flow (D).
또한, 도 9에 도시된 상기 에어포일형 블로우 시일(30)은 상기 블레이드(26)의 회전방향(R)을 기준으로 곡률진 부위의 효과적인 배치를 통해 조성되는 반류 유동(E)의 생성 정도를 극대화시켜 상기 케이싱(22)과 상기 슈라우드(28) 사이의 간극부위를 통한 누설 유동(D)을 최대한 줄일 수 있으므로 기관의 효율을 향상시키는 데 크게 기여할 수 있게 된다.In addition, the airfoil-type blow seal 30 illustrated in FIG. 9 generates the degree of generation of the countercurrent flow E formed through the effective arrangement of the curved portions based on the rotation direction R of the blade 26. By maximizing to reduce the leakage flow (D) through the gap between the casing 22 and the shroud 28 as much as possible can greatly contribute to improving the efficiency of the engine.
한편, 도 10 내지 도 13에 도시된 바와 같이 다양한 측면 형상을 가지게 되는 상기 블로우 시일(30)은 외부를 향해 돌출된 형태의 상기 유동 안내깃(32)의 형성을 통해 반류 유동(E)에 대한 방향성까지도 조절할 수 있으므로 상기 케이싱(22)과 상기 슈라우드(28) 사이의 간극부위를 통한 누설 유동(D)을 줄이는 데 기여할 수 있게 된다.On the other hand, the blow seal 30 having a variety of side shapes as shown in Figure 10 to 13 through the formation of the flow guide blade 32 protruding toward the outside for the countercurrent flow (E) Directionality can also be adjusted, thereby contributing to reducing leakage flow D through the gap between the casing 22 and the shroud 28.
예컨대, 도 10에 도시된 바와 같이, 반류 유동(E)의 출구부를 향해 이격거리를 확장시킨 직선형의 출구부 확장형 유동 안내깃(32)은 상기 블로우 시일(30)의 입구부로부터 출구부를 향해 반류 유동(E)의 분포를 균일하게 분산 및 확산시킬 수 있으므로, 연소가스의 주 유동(C)으로부터 분지되어 상기 케이싱(22)과 상기 슈라우드(28) 사이의 간극부위를 통한 누설 유동(D)을 줄일 수 있게 된다. For example, as shown in FIG. 10, a straight outlet extended flow guide vane 32 extending the separation distance toward the outlet of the counterflow flow E is flowed back toward the outlet from the inlet of the blow seal 30. Since the distribution of the flow E can be uniformly dispersed and diffused, the leakage flow D through the gap portion between the casing 22 and the shroud 28 is branched from the main flow C of the combustion gas. Can be reduced.
또한, 도 11과 도 12에 각각 도시된 바와 같이, 반류 유동(E)의 출구부를 향해 이격거리를 확장시킨 유선형의 출구부 확장형 유동 안내깃(32)은 상기 블로우 시일(30)의 입구부로부터 출구부를 향해 반류 유동(E)의 분포를 균일하게 분산 및 확산시킬 뿐만 아니라, 상기 케이싱(22)과 상기 슈라우드(28) 사이의 간극 부위와 함께 상기 블로우 시일(30)의 출구부를 향한 반류 유동(E)을 함께 촉진시킬 수 있는 효과를 제공하게 된다.In addition, as shown in FIGS. 11 and 12, the streamlined outlet extended flow guide vanes 32 which extend the separation distance toward the outlet of the countercurrent flow E are provided from the inlet of the blow seal 30. In addition to uniformly dispersing and diffusing the distribution of the counterflow flow E towards the outlet, the counterflow flow toward the outlet of the blow seal 30 together with the gap region between the casing 22 and the shroud 28 ( It will provide the effect of promoting E) together.
또한, 도 13에 도시된 유선형의 복합형 유동 안내깃(32)은 상기 제1유동 안내부(32a)의 형성을 통해 반류 유동(E)의 초기 유동방향을 상기 케이싱(22)과 상기 슈라우드(28) 사이의 간극 부위를 향해 설정할 수 있으므로 간극 부위로 진입한 누설 유동(D)을 차단하는 데 기여하게 되고, 상기 제2유동 안내부(32b)의 형성을 통해 반류 유동(E)의 말기 유동을 상기 블로우 시일(30)의 출구부를 향해 설정할 수 있으므로 간극 부위를 향한 누설 유동(D)의 초기 진입을 원천적으로 차단하는 데 기여하게 되며, 이를 통해 상기 케이싱(22)과 상기 슈라우드(28) 사이의 간극부위를 통해 이루어지는 누설 유동(D)을 최소화할 수 있게 된다.In addition, the streamlined composite flow guide vane 32 shown in FIG. 13 forms an initial flow direction of the countercurrent flow E through the formation of the first flow guide 32a to the casing 22 and the shroud ( 28) can be set toward the gap portion, thereby contributing to blocking the leakage flow (D) entering the gap portion, and through the formation of the second flow guide portion (32b) the late flow of the countercurrent flow (E) Can be set toward the outlet of the blow seal 30, thereby contributing to the original blocking of the initial entry of the leakage flow (D) toward the gap portion, thereby through the casing 22 and the shroud 28 It is possible to minimize the leakage flow (D) made through the gap portion of.
한편, 본 발명은 도 14와 도 15에 각각 도시된 선회설비를 이용하여 상기 블로우 시일(30)의 경사각도를 상기 블레이드(26)의 회전속도와 연동하여 가변적으로 조절할 수 있으므로 상기 케이싱(22)과 상기 슈라우드(28) 사이의 간극부위를 통한 누설 유동(D)을 줄이는 데 더욱 기여할 수 있게 된다.On the other hand, according to the present invention, the inclination angle of the blow seal 30 can be variably adjusted in conjunction with the rotational speed of the blade 26 using the turning facilities shown in Figs. And to further reduce the leakage flow D through the gap between the shroud 28 and the shroud 28.
즉, 상기 제어부(50)는 상기 회전속도 검출부(52)를 통해 검출되는 상기 블레이드(26)의 회전속도를 기반으로 상기 방향제어밸브(42)에 의한 포트 절환을 통해 상기 압력실(36) 내에서 상기 회전자(38)에 의해 구획되는 분할공간으로 제공되는 작동압의 공급을 조절할 수 있으므로 상기 힌지축(34)의 회전각도를 변경하고, 이를 통해 상기 슈라우드(28)에 대한 상기 블로우 시일(30)의 경사각도를 임의대로 조절할 수 있게 된다. That is, the controller 50 is in the pressure chamber 36 through port switching by the direction control valve 42 based on the rotation speed of the blade 26 detected through the rotation speed detection unit 52. Since it is possible to adjust the supply of the operating pressure provided to the divided space partitioned by the rotor 38 in the rotation angle of the hinge shaft 34, through which the blow seal for the shroud 28 ( The tilt angle of 30) can be adjusted arbitrarily.
이 경우, 상기 제어부(50)는 상기 압력제어밸브(44)에 대한 다양한 압력제어를 통해 상기 압력실(36) 내로 공급되는 작동압의 정도를 가변적으로 조절할 수 있으므로 상기 블로우 시일(30)의 경사각도에 따라 생성되는 반류 유동(E)의 방향성을 변경함에 있어 상기 블레이드(26)의 회전속도에 맞춰 보다 유연하게 제어할 수 있게 된다. In this case, the controller 50 may variably adjust the degree of the operating pressure supplied into the pressure chamber 36 through various pressure control of the pressure control valve 44, so that the inclination angle of the blow seal 30 In changing the direction of the countercurrent flow (E) generated according to the Figure it is possible to control more flexibly in accordance with the rotational speed of the blade (26).
이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상과 이하에서 기재되는 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 형태의 수정 및 변형이 가능함은 물론이다. As described above with reference to the accompanying drawings for the preferred embodiment of the present invention, the present invention is not limited by the above-described specific embodiments, those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs Various modifications and variations are possible within the scope of the spirit and scope of the present invention as set forth below.
특히, 본 발명의 바람직한 실시예에 있어, 블로우 시일은 슈라우드의 외측면에 형성되는 것을 기준으로 설명하였으나, 블레이드의 자유단부에 대해 직접적으로 형성되어 케이싱의 허니콤 시일과의 사이에서 설정되는 소정의 간극 부위를 향해 반류 유동을 생성하도록 구성될 수도 있을 것이다. In particular, in the preferred embodiment of the present invention, the blow seal has been described on the basis of being formed on the outer surface of the shroud, but is formed directly with respect to the free end of the blade to be set between the honeycomb seal of the casing It may also be configured to create a reflux flow towards the gap site.
본 발명은 가스 터빈의 블레이드 팁 실링 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터빈의 케이싱과 블레이드 사이의 간극에서 연소가스의 주 유동방향과 반대되는 방향으로 향하는 반류 유동의 생성을 통해 연소가스의 누설 손실을 줄이고, 터빈의 케이싱과 블레이드 사이에 적정의 간극을 확보함에 따른 러빙에 의한 블레이드의 파손 위험을 낮춤과 더불어 블레이드의 수명 연장에 따른 부품의 교체 주기를 연장할 수 있는 가스 터빈의 블레이드 팁 실링 장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a blade tip sealing device of a gas turbine, and more particularly, to the loss of combustion gas leakage through the generation of a countercurrent flow in a gap between the casing and the blade of the turbine in a direction opposite to the main flow direction of the combustion gas. Blade tip sealing device for gas turbines to reduce the risk of blade breakage due to rubbing as well as reduce the risk of blade breakage due to securing adequate clearance between turbine casing and blades It is about.

Claims (22)

  1. 연소가스의 유동을 안내하도록 구성되는 케이싱; A casing configured to guide the flow of the combustion gas;
    상기 케이싱 내에서 회전축과 결합되는 복수의 블레이드; A plurality of blades coupled to a rotation axis in the casing;
    상기 블레이드의 선단부를 감싸도록 설치되는 슈라우드; 및 A shroud installed to surround the tip of the blade; And
    상기 슈라우드의에 전 둘레를 따라 외주면 상에 복수로 형성되어 연소가스의 주 유동과 반대방향의 반류 유동을 생성하는 블로우 시일을 구비하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈의 블레이드 팁 실링 장치. And a blow seal formed on the outer circumferential surface of the shroud along a circumference thereof to generate a return flow in a direction opposite to the main flow of the combustion gas.
  2. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1,
    상기 블로우 시일은 상기 슈라우드의 외측면에서외주면을 위에서 보았을 때 평면의 형상이 사각단면의 형상 또는 다양한 단면형상으로 삼각형 및 사각형을 포함하는 다각형 형상인형성되는 것을 특징으로 하는 가스 터빈의 블레이드 팁 실링 장치. The blow seal is a blade tip sealing device of the gas turbine, characterized in that when viewed from the outer circumferential surface from the outer surface of the shroud is a polygonal shape including a triangle and a quadrilateral in the shape of a rectangular cross section or a variety of cross-sectional shape .
  3. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1,
    상기 블로우 시일은 상기 슈라우드의 외측면에서 수평단면의 외주면을 위에서 보았을 때 평면의 형상이 웨지(wedge)형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 터빈의 블레이드 팁 실링 장치. The blow seal is a blade tip sealing device of the gas turbine, characterized in that the planar shape is formed in a wedge (wedge) when viewed from above the outer peripheral surface of the horizontal cross-section from the outer surface of the shroud.
  4. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1,
    상기 블로우 시일은 상기 슈라우드의 외측면에서 수평 및 수직단면의외주면을 위에서 보았을 때 평면의 형상이 웨지(wedge)형상이면서, 웨지 형상의 바닥면을 갖는 사면체 형상인 웨지형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 터빈의 블레이드 팁 실링 장치. The blow seal may be formed in a wedge shape having a wedge shape and a tetrahedral shape having a wedge shape when the outer seal surface of the horizontal and vertical sections is viewed from above on the outer surface of the shroud. Blade tip sealing device of gas turbine.
  5. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1,
    상기 블로우 시일은 상기 슈라우드의 외측면에서외주면을 위에서 보았을 때 평면의 형상이 에어포일 단면형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 터빈의 블레이드 팁 실링 장치. The blow seal is a blade tip sealing device of a gas turbine, characterized in that the plane of the plane shape when viewed from above the outer peripheral surface of the shroud in the cross-sectional shape of the airfoil.
  6. 청구항 2 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 2 to 5,
    상기 블로우 시일은 상기 반류 유동의 방향을 기준으로 상기 반류 유동이 유입되는 입구부와 상기 반류 유동이 유출되는 출구부에서 동일한 피치를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 터빈의 블레이드 팁 실링 장치. The blow seal is blade tip sealing device of the gas turbine, characterized in that formed in the same direction at the inlet portion and the outlet portion of the outlet flow flowing in the reflux flow based on the direction of the countercurrent flow.
  7. 청구항 2 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 2 to 5,
    상기 블로우 시일은 상기 반류 유동의 방향을 기준으로 상기 반류 유동이 유입되는 입구부와 상기 반류 유동이 유출되는 출구부에서 상기 반류 유동의 방향을 기준으로 입구부와 출구부에서 서로 다른 피치를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 터빈의 블레이드 팁 실링 장치. The blow seal may have different pitches at the inlet and the outlet, based on the direction of the counterflow, at the inlet of the counterflow and the outlet of the counterflow, based on the direction of the counterflow. Blade tip sealing device of a gas turbine, characterized in that formed.
  8. 청구항 2 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 2 to 5,
    상기 블로우 시일은 상기 슈라우드에 대해 경사각도를 가변적으로 설정하여 배치되는 것을 특징으로 하는 가스 터빈의 블레이드 팁 실링 장치. The blow seal is blade tip sealing device of the gas turbine, characterized in that arranged by varying the inclination angle with respect to the shroud.
  9. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1,
    상기 블로우 시일의 외측 표면에서 외부를 향해 복수로 돌출된 유동 안내깃을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈의 블레이드 팁 실링 장치. The blade tip sealing device of the gas turbine, characterized in that it further comprises a flow guide blade protruding outwardly from the outer surface of the blow seal.
  10. 청구항 9에 있어서, The method according to claim 9,
    상기 유동 안내깃은 상기 블로우 시일의 기저부로부터 자유단부를 향해 상향 경사진 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 터빈의 블레이드 팁 실링 장치. The flow guide blade is formed in the blade tip sealing device of the gas turbine, characterized in that the inclined upwardly toward the free end from the base of the blow seal.
  11. 청구항 10에 있어서, The method according to claim 10,
    상기 유동 안내깃은 상기 반류 유동의 방향을 기준으로 상기 반류 유동이 유입되는 입구부와 상기 반류 유동이 유출되는 출구부반류 유동의 형성 방향을 기준으로 입구부로부터 출구부를 향해 이격거리를 확장시키는 직선형의 출구부 확장형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스 터빈의 블레이드 팁 실링 장치. The flow guide vane is a straight line that extends the separation distance from the inlet to the outlet based on the direction of the inlet portion and the outlet portion in which the counterflow flow is introduced based on the direction of the counterflow flow. Blade tip sealing device of the gas turbine, characterized in that the outlet portion of the expansion.
  12. 청구항 10에 있어서, The method according to claim 10,
    상기 유동 안내깃은 상기 반류 유동의 방향을 기준으로 상기 반류 유동이 유입되는 입구부와 상기 반류 유동이 유출되는 출구부반류 유동의 형성 방향을 기준으로 입구부로부터 출구부를 향해 이격거리를 확장시키는 유선형의 출구부 확장형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스 터빈의 블레이드 팁 실링 장치. The flow guide vanes are streamlined to extend the separation distance from the inlet portion to the outlet portion based on the direction in which the inflow portion of the inflow flow flows in and the outlet portion in which the flow flow flows out, based on the direction of the upflow flow. Blade tip sealing device of the gas turbine, characterized in that the outlet portion of the expansion.
  13. 청구항 12에 있어서, The method according to claim 12,
    상기 유동 안내깃은 상기 블로우 시일의 기저부로부터 자유단부를 향해 상향 오목한 형태 또는 상향 볼록한 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 터빈의 블레이드 팁 실링 장치. The flow guide feather is a blade tip sealing device of the gas turbine, characterized in that formed in the concave shape or upward convex shape toward the free end from the base of the blow seal.
  14. 청구항 10에 있어서, The method according to claim 10,
    상기 유동 안내깃은 상기 블로우 시일의 기저부로부터 자유단부를 향해 상향 경사진 형태로 형성되는 제1유동 안내부와, 상기 제1유동 안내부로부터 상기 블로우 시일의 출구부측 기저부를 향해 하향 경사진 형태로 형성되는 제2유동 안내부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스 터빈의 블레이드 팁 실링 장치. The flow guide feather has a first flow guide portion formed in an inclined upward direction from the base of the blow seal toward the free end, and in a shape inclined downward from the first flow guide portion toward the base of the outlet side of the blow seal. Blade tip sealing device of the gas turbine, characterized in that consisting of the second flow guide is formed.
  15. 청구항 14에 있어서, The method according to claim 14,
    상기 제1유동 안내부와 상기 제2유동 안내부는 이격거리를 두고 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 터빈의 블레이드 팁 실링 장치. The first flow guide portion and the second flow guide portion blade tip sealing apparatus of the gas turbine, characterized in that formed at a distance apart.
  16. 연소가스의 유동을 안내하도록 구성되는 케이싱; A casing configured to guide the flow of the combustion gas;
    상기 케이싱 내에서 회전축과 결합되는 복수의 블레이드; A plurality of blades coupled to a rotation axis in the casing;
    상기 블레이드의 선단부를 감싸도록 설치되는 슈라우드; A shroud installed to surround the tip of the blade;
    상기 슈라우드의에 전 둘레를 따라 외주면 상에 복수로 형성되어 연소가스의 주 유동과 반대방향의 반류 유동을 생성하는 블로우 시일; 및 A blow seal formed on the outer circumferential surface of the shroud along a circumference thereof to generate a countercurrent flow in a direction opposite to the main flow of the combustion gas; And
    상기 블레이드의 회전속도에 따라 상기 블로우 시일의 경사각도를 가변적으로 조절하는 선회설비를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈의 블레이드 팁 실링 장치. And a turning device for variably adjusting the inclination angle of the blow seal according to the rotational speed of the blade.
  17. 청구항 16에 있어서, The method according to claim 16,
    상기 선회설비는 상기 블로우 시일에 회전 가능하게 지지하는 힌지축; The pivoting device may include a hinge shaft rotatably supporting the blow seal;
    상기 힌지축을 내부에 회전 가능하게 수용하는 압력실; A pressure chamber rotatably accommodating the hinge shaft therein;
    상기 힌지축과 결합되고 상기 압력실의 내부를 분할하는 회전자; 및 A rotor coupled to the hinge shaft and dividing an interior of the pressure chamber; And
    상기 회전자에 의해 구획되는 상기 압력실의 내부에 작동압을 제공하는 작동설비를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈의 블레이드 팁 실링 장치. A blade tip sealing device for a gas turbine, characterized in that it comprises an operating device for providing an operating pressure inside the pressure chamber partitioned by the rotor.
  18. 청구항 17에 있어서, The method according to claim 17,
    상기 작동설비는 상기 압력실 내에서 상기 회전자에 의해 분할되는 공간과 교통 가능하게 형성되는 복수의 압력관로; The operating equipment includes a plurality of pressure pipes formed to be in communication with the space divided by the rotor in the pressure chamber;
    상기 압력관로를 통한 작동압의 공급을 조절하는 방향제어밸브; 및 A directional control valve for regulating supply of operating pressure through the pressure line; And
    상기 압력실 내로 작동압을 공급하는 유압펌프를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈의 블레이드 팁 실링 장치. And a hydraulic pump for supplying a working pressure into the pressure chamber.
  19. 청구항 18에 있어서, The method according to claim 18,
    상기 방향제어밸브로 공급되는 작동압을 조절하기 위한 압력제어밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈의 블레이드 팁 실링 장치. The blade tip sealing device of the gas turbine further comprises a pressure control valve for adjusting the operating pressure supplied to the directional control valve.
  20. 청구항 19에 있어서, The method according to claim 19,
    상기 블레이드의 회전속도를 검출하는 회전속도 검출부; 및 A rotational speed detector for detecting a rotational speed of the blade; And
    상기 회전속도 검출부로부터 검출되는 회전속도에 따라 상기 방향제어밸브와 상기 압력제어밸브의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈의 블레이드 팁 실링 장치. And a control unit for controlling the operation of the direction control valve and the pressure control valve according to the rotation speed detected by the rotation speed detection unit.
  21. 청구항 19에 있어서, The method according to claim 19,
    상기 압력실로 공급되는 작동압을 차단하기 위한 릴리프밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈의 블레이드 팁 실링 장치. The blade tip sealing device of the gas turbine, characterized in that it further comprises a relief valve for blocking the operating pressure supplied to the pressure chamber.
  22. 청구항 21에 있어서, The method according to claim 21,
    상기 릴리프밸브는 상기 방향제어밸브와 상기 압력제어밸브 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 가스 터빈의 블레이드 팁 실링 장치. The relief valve is a blade tip sealing device of the gas turbine, characterized in that installed between the direction control valve and the pressure control valve.
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