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터빈노즐 세그먼트 구조와 보수방법

전문가 제언: ○ 본 발명은, 가스터빈에서 에너지를 발생하는 핵심부분인 터빈과 연소실사이에서 발생하는 문제점을 해결하기 위해 중간매체인 터빈노즐 조립체에서 고열과 고압에서 일어나는 열역학적 요소 흐름형상과 정밀조립에 따른 시너지효과를 이용하고자 함이다. 따라서 터빈노즐 조립체를 구성하는 터빈노즐을 세그먼트식으로 분리하고 환형결합화 하였다.

○ 터빈노즐 세그먼트가 내외부 밴드형이고 에어포일을 가진 일체식으로 연소실 후미와 터빈 사이에서 세그먼트식 환형인 터빈노즐 형태로 수월하게 조립 장 탈착하고 정비하기 용이하게 한 방법으로, 노즐과 연결부품은 서로 분리되고 기밀하도록 실링 되어 있다.

○ 또한, 터빈노즐 세그먼트 사이의 갭은 엔진의 작동 중에 차등으로 열팽창과 수축을 수용할 뿐만 아니라 로터와 고정자 조립체의 작동 목적을 위해 유동흐름과 냉각이 반드시 제공되어야 한다. 아울러 고정 부품 사이의 갭을 통한 누출을 방지하면서 고속화에 따른 진동과 소음에 적합하여야 하므로 이에 대한 각 분야에서의 융합된 기술은 연소가스의 유해물질 감소와 터빈실을 보호하기 위해 터빈노즐 조립체의 성능 향상과 함께 정비 효율성도 지속적으로 검토 제시되어야 한다.

○ 연소가스는 고온가스로서 오염성이 많아 터빈블레이드에 악영향을 주어 장기적으로 다단의 수많은 고가의 블레이드 수명을 단축시키고 성능을 저하시키곤 한다. 블레이드 하나의 손실이 엔진 전체에 미치는 영향을 감안할 때 중간매체인 디퓨저나 터빈노즐 조립체의 역할은 터빈전체 보완을 위해 개발되고 새로운 방법도 제시되어야 할 것이다.

○ 고속 회전하는 가스터빈에서의 또 다른 문제점은 각 부품의 조립 시 장착성이다. 시한성과 제한적 수명성을 지니고 있는 터빈의 모든 부품은 정비시간과 여건에 따라 검사하기 때문에 장 탈착성이 중요하게 요구되므로 용이한 검사방법과 조립방안이 필요하다.

저자: General Electric company
자료유형: 특허정보