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가스터빈 블레이드 팁 냉각회로

전문가 제언: ○ 이 특허기술은 터빈 엔진블레이드의 냉각방안으로 터빈 덮개와 회전 로터날개 팁에 대한 냉각구조 기술을 제시하고 있다.

○ 구체적으로는 로터와 고정자 베인 사이의 뜨거운 가압 연소 가스에 대한 흐름 통로를 형성하기 위해 로터를 둘러싼 터빈 어레이 배치 설계에 관한 것으로, 로터가 방사 방향으로 확장하는 터빈 날개를 구성하고 그들 팁에 슈라우드를 형성한다. 로터가 터닝하고 있는 동안에 로터의 터빈 날개의 팁에 위치한 슈라우드를 냉각시키는 방법을 제시하였다.

○ 핵심 청구항인 냉각 슈라우드를 구비하는 터빈 블레이드는 블레이드 부착부와 일체형인 반경방향 연장형 터빈 에어포일을 가진다. 터빈 에어포일은 다수의 냉각 통로를 구비한다. 팁 슈라우드는 에어포일의 상단부에 고정되고, 에어포일의 회전방향에 평행인 다수의 원주방향 냉각 채널은 각각의 냉각 통로와 배출구가 연결되어 있다.

○ 가스 터빈 블레이드의 슈라우드는 터빈 날개와 터빈 스테이터의 팁 사이의 갭을 봉쇄하여 사용한다. 측정을 통해 팁과 고정자 사이의 갭을 통한 누설유동을 감소시켜야 한다. 슈라우드의 봉인 능력을 증진하고 봉쇄하는 리브구조의 개선이 필요하다.

○ 슈라우드에서 매우 높은 속도의 흐름은 고정자의 슈라우드와 내벽 사이의 직경 방향 공극식을 통하여 오버랩되어 누출과 섞인다. 이 누출은 초음속 노즐로부터 나타나는 누설유동과 초음속의 흐름과 혼합되어 슈라우드의 회전식 프레임에 있는 낮은 상대속도로 이어져 혼합의 원주 속도를 증가시켜 슈라우드 냉각 효율이 높아진다.

○ 터빈 덮개와 회전 로터날개 팁 배치과정에서 가스와 슈라우드 사이의 마찰이 높으면 가스의 온도는 증가되어 슈라우드로부터 열 분산의 성능이 저하되기 때문에 덮개와 터빈 동익 팁을 조화시켜 최고의 냉각효율을 제공하도록 설계되어야 한다.

저자: MARITANO, Massimillano
자료유형: 특허정보