(57)【要約】      （修正有）【課題】タイロッドの回転によって発生する振動および衝撃を最小化するため、タイロッドにクランピング部材を挿入してダンピングと冷却を同時に実現できるガスタービンを提供する。【解決手段】ガスタービンは、タイロッドにクランピング部材が結合され、回転時に発生する振動および衝撃をダンピングし、冷却に必要な空気を追加的に供給しようとする。クランピング部材は、タイロッドの内周面に密着した内部リング、一定間隔で延びた支持部、円周方向に沿って複数個が配置されたスティフナとを含む。【選択図】図１
2018080700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の圧縮機ロータディスクが備えられた圧縮機ロータ部と、
複数のタービンロータディスクが備えられたタービンロータ部と、
前記圧縮機ロータ部と前記タービンロータ部とを互いに連結するために備えられた連結部と、
前記複数の圧縮機ロータディスクの中心軸および前記複数のタービンロータディスクの中心軸を経由して延びたタイロッドと、
前記タイロッドの軸方向に押し込まれた状態でともに回転し、前記連結部の内周面と相対回転が行われるクランピング部材とを含み、
前記圧縮機ロータ部から前記タービンロータ部に移動する冷却空気が、前記クランピング部材の軸方向内側と、前記クランピング部材の円周方向で同時移動が行われる、ガスタービン。
【請求項２】
前記クランピング部材は、前記タイロッドの内周面に密着した内部リングと、
前記内部リングの外周面に一端が連結され、他端が前記内部リングの円周方向に沿って外側に向かって複数個が一定間隔で延びた支持部と、
前記支持部の端部に連結され、前記内部リングの中心を同心円とし、円周方向に沿って複数個が配置されたスティフナとを含む、請求項１に記載のガスタービン。
【請求項３】
前記支持部は、前記クランピング部材を正面から眺める時、前記内部リングから前記スティフナに向かって傾斜して延びる、請求項２に記載のガスタービン。
【請求項４】
前記支持部は、前記内部リングの円周方向から複数の前記スティフナに向かって法線方向に延びる、請求項２に記載のガスタービン。
【請求項５】
前記スティフナは、前記連結部の内周面の傾きに対応する傾きで形成される、請求項２または３に記載のガスタービン。
【請求項６】
前記スティフナは、前記内部リングの中心を基準として左右上下対称に配置される、請求項２に記載のガスタービン。
【請求項７】
前記スティフナは、隣り合う他のスティフナと互いに離隔した間隔（Ｃ）が維持される、請求項２から６のいずれか一項に記載のガスタービン。
【請求項８】
前記間隔（Ｃ）は、複数のスティフナの間に同一間隔が維持される、請求項７に記載のガスタービン。
【請求項９】
前記間隔（Ｃ）は、前記タービンロータ部に向かって減少する、請求項７に記載のガスタービン。
【請求項１０】
前記内部リングは、円周方向に前記支持部が挿入される溝部が形成される、請求項２から９のいずれか一項に記載のガスタービン。
【請求項１１】
前記支持部は、前記スティフナの下面中央に連結される、請求項２から１０のいずれか一項に記載のガスタービン。
【請求項１２】
前記スティフナは、前記連結部と相対回転が行われる相対面の粗さ（Ｓｕｒｆａｃｅ  ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）が低く加工された形状を有する、請求項２から１１のいずれか一項に記載のガスタービン。
【請求項１３】
複数の圧縮機ロータディスクが備えられた圧縮機ロータ部と、
複数のタービンロータディスクが備えられたタービンロータ部と、
前記圧縮機ロータ部と前記タービンロータ部とを互いに連結するために備えられた連結部と、
前記複数の圧縮機ロータディスクの中心軸および前記複数のタービンロータディスクの中心軸を経由して延びたタイロッドと、
前記タイロッドの軸方向に押し込まれた状態でともに回転し、前記連結部の内周面と相対回転が行われるクランピング部材とを含み、
前記クランピング部材には、外力が加えられる場合にダンピングが行われるダンピング部が備えられる、ガスタービン。
【請求項１４】
前記クランピング部材は、前記タイロッドの内周面に密着した内部リングと、
前記内部リングの外周面に一端が連結されたダンピング部の端部で前記内部リングの円周方向に沿って外側に向かって複数個が一定間隔で延びた延長部と、
前記延長部の端部に連結され、前記内部リングの中心を同心円とし、円周方向に沿って複数個が配置されたスティフナとを含む、請求項１３に記載のガスタービン。
【請求項１５】
前記ダンピング部は、前記延長部の下側端部に一端が固定され、他端が前記内部リングの外周面に固定された第１ダンピング部を含む、請求項１４に記載のガスタービン。
【請求項１６】
前記ダンピング部は、前記延長部の左右側面に一端が連結され、他端が前記内部リングの外周面に固定された第２ダンピング部をさらに含む、請求項１５に記載のガスタービン。
【請求項１７】
前記第１ダンピング部と前記第２ダンピング部は、互いに異なる弾性復元力が維持される、請求項１６に記載のガスタービン。
【請求項１８】
前記第２ダンピング部は、前記スティフナが前記内部リングの円周方向に移動時、いずれか１つの第２ダンピング部は弾性圧縮され、他の１つの第２ダンピング部は引張変形が行われる、請求項１６または１７に記載のガスタービン。
【請求項１９】
前記第１ダンピング部は、前記内部リングに嵌め結合される、請求項１５から１８のいずれか一項に記載のガスタービン。
【請求項２０】
前記ダンピング部は、前記内部リングから前記延長部に向かってジグザグ状に延び、前記内部リングの幅に対応する幅と厚さが維持される、請求項１４から１９のいずれか一項に記載のガスタービン。
【請求項２１】
前記ダンピング部は、弾性復元力が維持される金属または高弾性金属が用いられる、請求項１４から２０のいずれか一項に記載のガスタービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンに関し、より詳細には、ガスタービンのタイロッドに結合されたクランピング部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ガスタービンは、圧縮機で高圧に圧縮された空気に燃料を混合させた後、燃焼させて生成される高温、高圧の燃焼ガスをタービンで膨張させながら熱エネルギーを力学的エネルギーに変換する内燃機関の一種で、圧縮機とタービンはロータ部から回転力を得る。
【０００３】
一方、このような圧縮機ロータ部およびタービンロータ部を構成するために、外周面に複数の圧縮機ブレードが配列される複数の圧縮機ロータディスクが備えられる。
【０００４】
そして、前記ロータディスクが一体に回動するように相互間に連結させるタイボルトが備えられる。前記タイボルトは、複数のタービンブレードが配列される複数のタービンロータディスクを一体に回動するように連結させる。
【０００５】
前記タイボルトは、前記圧縮機ロータディスクおよびタービンロータディスクの中心部を貫通して締結するように主に用いられる。
【０００６】
しかし、最近、ガスタービンの大型化および高効率化の傾向によってガスタービンの全長が伸び、それによって、タービンの圧縮機ロータ部およびタービンロータ部とともに高速で回転するタイボルトの安定的な支持が容易でない問題点が発生した。
【０００７】
特に、ガスタービンの中心軸方向に圧縮機ロータ部とタービンロータ部との間の燃焼器が放射状に配置される空間に対しては、回転するタイボルトを安定的に支持可能な手段を設けることが容易でない問題点があった。
【０００８】
タイボルトは、複数の圧縮機ロータディスクを備えた圧縮機ロータ部と、複数のタービンロータディスクを備えたタービンロータ部とを貫通して延びる。
【０００９】
前記タイボルトおよび圧縮機側ロータ締結部材とタービン側ロータ締結部材を用いてこれらの圧縮機ロータ部およびタービンロータ部を相互間に締結するが、前記圧縮機ロータ部およびタービンロータ部を強制的に連結させる中空シャフトの内部に備えられる支持ホイールを介してタイボルトを支持する方式のロータ組立体が提案されている。
【００１０】
しかし、前記圧縮機ロータ部から抽気された低温の空気をタービンロータ部に抽気して、高温部であるタービンロータ部の冷却空気として活用するための流路を前記支持ホイールに構成することが困難である問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許登録公報第ＵＳ８５０６２３９Ｂ２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の実施形態は、タイロッドの回転によって発生する振動および衝撃を最小化するために、前記タイロッドにクランピング部材を挿入してダンピングと冷却を同時に実現しようとする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１実施形態に係るガスタービンは、複数の圧縮機ロータディスクが備えられた圧縮機ロータ部と、複数のタービンロータディスクが備えられたタービンロータ部と、前記圧縮機ロータ部と前記タービンロータ部とを互いに連結するために備えられた連結部と、前記複数の圧縮機ロータディスクの中心軸および前記複数のタービンロータディスクの中心軸を経由して延びたタイロッドと、前記タイロッドの軸方向に押し込まれた状態でともに回転し、前記連結部の内周面と相対回転が行われるクランピング部材とを含むが、前記圧縮機ロータ部から前記タービンロータ部に移動する冷却空気が、前記クランピング部材の軸方向内側と、前記クランピング部材の円周方向で同時移動が行われることを特徴とする。
【００１４】
前記クランピング部材は、前記タイロッドの内周面に密着した内部リングと、前記内部リングの外周面に一端が連結され、他端が前記内部リングの円周方向に沿って外側に向かって複数個が一定間隔で延びた支持部と、前記支持部の端部に連結され、前記内部リングの中心を同心円とし、円周方向に沿って複数個が配置されたスティフナとを含む。
【００１５】
前記支持部は、前記クランピング部材を正面から眺める時、前記内部リングから前記スティフナに向かって傾斜して延びる。
【００１６】
前記支持部は、前記内部リングの円周方向から前記複数のスティフナに向かって法線方向に延びる。
【００１７】
前記スティフナは、前記連結部の内周面の傾きに対応する傾きで形成される。
【００１８】
前記スティフナは、前記内部リングの中心を基準として左右上下対称に配置される。
【００１９】
前記スティフナは、隣り合う他のスティフナと互いに離隔した間隔が維持されることを特徴とする。
【００２０】
前記間隔は、複数のスティフナの間に同一間隔が維持されることを特徴とする。
【００２１】
前記間隔は、前記タービンロータ部に向かって減少することを特徴とする。
【００２２】
前記内部リングは、円周方向に前記支持部が挿入される溝部が形成される。
【００２３】
前記支持部は、前記スティフナの下面中央に連結されたことを特徴とする。
【００２４】
前記スティフナは、前記連結部と相対回転が行われる相対面の粗さ（Ｓｕｒｆａｃｅ  ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）が低く加工されたことを特徴とする。
【００２５】
本発明の第２実施形態に係るガスタービンは、複数の圧縮機ロータディスクが備えられた圧縮機ロータ部と、複数のタービンロータディスクが備えられたタービンロータ部と、前記圧縮機ロータ部と前記タービンロータ部とを互いに連結するために備えられた連結部と、前記複数の圧縮機ロータディスクの中心軸および前記複数のタービンロータディスクの中心軸を経由して延びたタイロッドと、前記タイロッドの軸方向に押し込まれた状態でともに回転し、前記連結部の内周面と相対回転が行われるクランピング部材とを含むが、前記クランピング部材には、外力が加えられる場合にダンピングが行われるダンピング部が備えられる。
【００２６】
前記クランピング部材は、前記タイロッドの内周面に密着した内部リングと、前記内部リングの外周面に一端が連結されたダンピング部の端部で前記内部リングの円周方向に沿って外側に向かって複数個が一定間隔で延びた延長部と、前記延長部の端部に連結され、前記内部リングの中心を同心円とし、円周方向に沿って複数個が配置されたスティフナとを含む。
【００２７】
前記ダンピング部は、前記延長部に連結された第１ダンピング部と、前記延長部の左右側面に一端が連結され、他端が前記内部リングの外周面に固定された第２ダンピング部とを含む。
【００２８】
前記第１ダンピング部と前記第２ダンピング部は、互いに異なる弾性復元力が維持されることを特徴とする。
【００２９】
前記第２ダンピング部は、前記スティフナが前記内部リングの円周方向に移動時、いずれか１つの第２ダンピング部は弾性圧縮され、他の１つの第２ダンピング部は引張変形が行われることを特徴とする。
【００３０】
前記第１ダンピング部は、前記内部リングに嵌め結合されることを特徴とする。
【００３１】
前記ダンピング部は、前記内部リングから前記延長部に向かってジグザグ状に延び、前記内部リングの幅に対応する幅と厚さが維持されることを特徴とする。
【００３２】
前記ダンピング部は、弾性復元力が維持される金属または高弾性金属が用いられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の実施形態は、ガスタービンで発生する振動をダンピングして衝撃および振動による構成品の破損を最小化し、冷却を補助的に実施可能で、過熱による問題点を最小化することができる。
【００３４】
本発明の実施形態は、タイロッドの回転によって半径方向または軸方向から伝達される衝撃および振動をダンピングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るガスタービンとクランピング部材を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るクランピング部材の正面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るクランピング部材の変形実施形態を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るクランピング部材の変形実施形態を示す斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態で形成された溝部に支持部が結合される状態を示す斜視図である。
【図６】図３の正面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るガスタービンの構成を簡単に示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るクランピング部材に備えられたダンピング部の多様な実施形態を示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係るクランピング部材に備えられたダンピング部の多様な実施形態を示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係るクランピング部材に備えられたダンピング部の多様な実施形態を示す図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係るクランピング部材の作動状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明の第１実施形態に係るガスタービンについて、図面を参照して説明する。参照として、添付した図１は、本発明の第１実施形態に係るガスタービンとクランピング部材を示す図であり、図２は、本発明の第１実施形態に係るクランピング部材の斜視図であり、図３は、本発明の第１実施形態に係るクランピング部材の変形実施形態を示す斜視図である。
【００３７】
添付した図１〜図２を参照すれば、本発明の第１実施形態に係るガスタービンは、複数の圧縮機ロータディスク１０２が備えられた圧縮機ロータ部１００と、複数のタービンロータディスク２０２が備えられたタービンロータ部２００と、前記圧縮機ロータ部１００と前記タービンロータ部２００とを互いに連結するために備えられた連結部３００と、前記複数の圧縮機ロータディスク１０２の中心軸および前記複数のタービンロータディスク２０２の中心軸を経由して延びたタイロッド４００と、前記タイロッド４００の軸方向に押し込まれた状態でともに回転し、前記連結部３００の内周面と相対回転が行われるクランピング部材５００とを含む。
【００３８】
前記クランピング部材５００は、前記圧縮機ロータ部１００から前記タービンロータ部２００に移動する冷却空気が、前記クランピング部材５００の軸方向内側と、前記クランピング部材５００の周縁で同時に移動が行われるため、多量の冷却空気を安定的に移動させることができる。
【００３９】
クランピング部材５００は、前記タイロッド４００の外周面に密着した内部リング５１０と、前記内部リング５１０の外周面に一端が連結され、他端が前記内部リング５１０の円周方向に沿って外側に向かって複数個が一定間隔で延びた支持部５２０と、前記支持部５２０の外側端部に連結され、前記内部リング５１０の中心を同心円とし、円周方向に沿って複数個が配置されたスティフナ５３０とを含む。
【００４０】
内部リング５１０は、前述のタイロッド４００に結合する時、一例として、焼き嵌め方式で結合され、前記タイロッド４００の外径に密着する内径に形成され、図示のように所定の直径を有するリング状に形成される。
【００４１】
内部リング５１０は、外周面の円周方向に沿って複数の支持部５２０が放射状に備えられ、前記支持部５２０は、前記クランピング部材５００を正面から眺める時、前記スティフナ５３０から前記内部リング５１０に向かって下向き傾斜して延びることができる。
【００４２】
前記支持部５２０は、多様な形態で前記内部リング５１０とスティフナ５３０との間を連結するが、本実施形態は、タイロッド４００の回転によって、前記スティフナ５３０から前記内部リング５１０の中心方向におけるダンピング力向上のために一側方向に傾斜して延びる。
【００４３】
前記支持部５２０は、安定的なダンピング力が維持されるために前記内部リング５１０に向かって傾斜して連結されているため、前記タイロッド４００の回転によって、前記支持部５２０に連結されたスティフナ５３０が円周方向で位置移動が行われる。
【００４４】
この場合、前記支持部５２０は、傾斜した角度に応じてダンピング力が変化できるが、スティフナ５３０から支持部５２０方向に加えられる外力をＦとする時、前記Ｆは、前記支持部５２０の傾斜した角度によってＦ１とＦ２方向にそれぞれ分割されて、内部リング５１０に伝達される。
【００４５】
前記Ｆ１は、前記Ｆと同一方向に加えられる外力で、前記支持部５２０を経由して内部リング５１０に伝達された後、軸中心に一部が伝達され、残りの一部は矢印方向で示されているように、内部リング５１０の円周方向に拡散しながらダンピングされる。
【００４６】
そして、前記Ｆ２方向に加えられた外力は、前記スティフナ５３０を経由しながら、伝達方向が図示のように左側方向に傾斜して加えられる。
【００４７】
例えば、前記Ｆ２方向は、時計方向を基準として、９時または１０時方向に加えられ、この場合、支持部５２０が円周方向で所定の角度にベンディングされながら外力をダンピングすることができ、前記クランピング部材５００に加えられた衝撃を低減することができる。
【００４８】
したがって、タイロッド４００が回転しながら加えられる外力が、前記クランピング部材５００の円周方向に備えられた複数のスティフナ５３０と支持部５２０との構造的な結合関係および配置関係によって、どの位置から外力が加えられる場合にも安定的にダンピングできる。
【００４９】
前述の実施形態は、図面を基準として、クランピング部材５００の１２時方向に位置したスティフナ５３０に外力Ｆが加えられる場合についてのみ説明したが、前記クランピング部材５００がタイロッド４００に結合された後に前記タイロッド４００とともに回転する場合、複数のスティフナ５３０に外力が加えられたり、不特定の位置に位置したスティフナに外力が加えられる場合にも、衝撃を低減することができる。
【００５０】
本実施形態に係るスティフナ５３０は、隣り合う他のスティフナと円周方向で互いに離隔した間隔Ｃが維持される。前記間隔Ｃは、冷却空気が移動可能な空間を提供するため、クランピング部材５００を介してダンピング機能と冷却機能を同時に行うことができる。
【００５１】
スティフナ５３０は、内部リング５１０に連結された複数の支持部５２０にそれぞれ連結されているため、時計方向を基準として、１２時方向に位置したスティフナ５３０を基準として１時および１１時方向に隣り合って他のスティフナが位置する。
【００５２】
前記１２時方向に位置したスティフナ５３０は、円周方向に隣り合う他のスティフナと互いに離隔しているため、円周方向で複数の個別スティフナがダンピングを独立して行うことができる。
【００５３】
前記スティフナ５３０は、隣り合うスティフナと離隔した間隔は、円周方向に配置された複数のスティフナの間に同一間隔が維持される。この場合、スティフナは、位置にかかわらずすべて同一に離隔していて、前記スティフナ５３０が円周方向で左側または右側に位置した隣り合うスティフナに向かって移動する場合にも、離隔した間隔に相当する分だけ移動することができる。
【００５４】
したがって、前記スティフナ５３０は、円周方向で移動によるダンピングをより安定的に実施することができ、前記間隔は、図示の間隔または他の間隔で変動可能である。
【００５５】
添付した図３〜図４を参照すれば、スティフナ間の間隔Ｃで冷却空気が圧縮機ロータ部１００からタービンロータ部２００に移動可能で、冷却性能の向上に寄与することができる。前記間隔は、クランピング部材５００を上から眺める時、前記圧縮機ロータ部１００から前記タービンロータ部２００に向かって一定幅で構成される。
【００５６】
前述の実施形態とは異なって、間隔Ｃは、前記圧縮機ロータ部１００からタービンロータ部２００へいくほど幅が減少するように構成されてもよい。この場合、冷却空気の移動速度が前記圧縮機ロータ部１００からタービンロータ部２００へいくほど増加するので、多量の冷却空気の移動速度の増加と流量を安定的に供給することができる。
【００５７】
本実施形態に係るスティフナ５３０は、正面から眺める時、連結部３００（図１参照）の内周面の傾きに対応する傾きで形成される。例えば、リング状に形成された連結部３００の内周面の曲率に対応する曲率でラウンドに形成されるため、前記タイロッド４００に結合された後に回転する場合にも、摩擦の発生および不必要なノイズの発生が最小化できる。参照として、図１では、前記連結部３００の断面図に示されているが、立体図面で具体化させる場合、スティフナ５３０の外周面に対応する直径と曲率を有する。
【００５８】
本実施形態に係るスティフナ５３０は、内部リング５１０の中心を基準として左右上下対称に配置される。特に、支持部５２０の内部リング５１０に連結された位置が左右上下対称となるので、スティフナ５３０も左右上下対称となる。
【００５９】
この場合、外力がスティフナ５３０と支持部５２０を経由して伝達される場合、特定の方向に集中せず均等に支持分散可能で、安定性が向上できる。
【００６０】
本実施形態に係る支持部５２０は、前記スティフナ５３０の下面中央に連結される。前記位置は、スティフナ５３０の外周面における中央に外力が加えられることを基準として仮定する場合に備えて、前記位置に連結される。
【００６１】
支持部５２０は、Ｉ字の断面形状に形成できるが、Ｙ字またはＴ字または他の形態に多様に変更可能であり、特に図示の形態に限定しない。
【００６２】
添付した図５を参照すれば、本実施形態に係る内部リング５１０は、円周方向に前記支持部５２０が挿入される溝部５１２が形成される。前記溝部５１２は、支持部５２０の安定的な結合を維持するために外周面の円周方向にそれぞれ形成される。
【００６３】
前記溝部５１２は、図示の形態以外にも他の形態に変更可能であり、前記溝部５１２により安定的に支持部５２０が結合されるように前記溝部５１２の形態または支持部５２０の形態が変更可能である。
【００６４】
一例として、支持部５２０は、前記溝部５１２に挿入されてから溶接される前までに臨時固定された状態が維持されるように逆Ｔ字状に形成され、下側に挿入片５２２が形成される。この場合、前記溝部５１２は、支持部５２０の下側断面に対応する形状からなるため、互いに挿入が安定的に行われる。
【００６５】
前記支持部５２０が溝部５１２に挿入される方向は、図示の方向に限定せず、他の方向に変更されてもよいし、前記支持部５２０に備えられた挿入片５２２が前記溝部５１２に密着した状態で挿入されて離脱しないように結合できる。
【００６６】
そして、前記支持部５２０に対する固定は、溶接により安定的に固定維持できる。
【００６７】
スティフナ５３０は、前記連結部３００と相対回転が行われる相対面の粗さ（Ｓｕｒｆａｃｅ  ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）が低く加工される。スティフナ５３０は、クランピング部材５００がタイロッド４００によって回転する場合、前記連結部３００の内周面と摩擦が発生し得る。前記摩擦はスティフナ５３０の外周面で発生するが、前記外周面に対する粗さを低く加工する場合、回転時に摩擦が減少するので、ノイズおよび騒音の発生を最小化することができる。
【００６８】
したがって、クランピング部材５００は、ダンピング能力の向上と回転時に発生する摩擦が最小化できる。
【００６９】
添付した図６を参照すれば、本実施形態に係るクランピング部材５００は、内部リング５１０の円周方向から前記複数のスティフナ５３０に向かって法線方向Ｐに延びる。
【００７０】
ここで、法線方向は、前記支持部５２０が前記内部リング５１０の円周方向から接線方向に仮想の線ａとａ'を描いた時、前記仮想の線ａとａ'に対して垂直な線を意味する。
【００７１】
ここで、垂直な線は、方向が前記スティフナ５３０の位置した外側方向に相当し、複数の支持部５２０が、図示のように内部リング５１０の円周方向から一定間隔で外側に向かって法線方向に配置される。
【００７２】
この場合、図３に示されているように、前記スティフナ５３０に外力Ｆが加えられる場合、前記支持部５２０に沿って加えられるＦ１と、前記支持部５２０が連結された内部リング５１０の円周方向にＦ２が伝達されながら、ダンピングが行われる。
【００７３】
前記支持部５２０は、内部リング５１０の外周面に法線方向に前記スティフナ５３０に向かって延びるため、どの方向から外力が加えられる場合にも、これを安定的にダンピング可能で、前記クランピング部材５００のダンピング力が向上する。
【００７４】
したがって、タイロッド４００に伝達される外力が減少し、不必要な振動および騒音が最小化できる。
【００７５】
本発明の第２実施形態に係るガスタービンについて、図面を参照して説明する。
【００７６】
添付した図７を参照すれば、第２実施形態に係るガスタービンは、複数の圧縮機ロータディスク１０２ａが備えられた圧縮機ロータ部１００ａと、複数のタービンロータディスク２０２ａが備えられたタービンロータ部２００ａと、前記圧縮機ロータ部１００ａと前記タービンロータ部２００ａとを互いに連結するために備えられた連結部３００ａと、前記複数の圧縮機ロータディスク１０２ａの中心軸および前記複数のタービンロータディスク２０２ａの中心軸を経由して延びたタイロッド４００ａと、前記タイロッド４００ａの軸方向に押し込まれた状態でともに回転し、前記連結部３００ａの内周面と相対回転が行われるクランピング部材５００ａとが備えられる。
【００７７】
前記クランピング部材５００ａは、前記圧縮機ロータ部１００ａから前記タービンロータ部２００ａに移動する冷却空気が、前記クランピング部材５００ａの軸方向内側と、前記クランピング部材５００ａの円周方向で同時移動が行われることを特徴とする。
【００７８】
本実施形態に係るクランピング部材５００ａは、前記タイロッド４００ａの内周面に密着した内部リング５１０ａと、前記内部リング５１０ａの外周面に一端が連結され、他端が前記内部リング５１０ａの円周方向に沿って外側に向かって複数個が一定間隔で延びた延長部５２０ａと、前記延長部５２０ａの端部に連結され、前記内部リング５１０ａの中心を同心円とし、円周方向に沿って複数個が配置されたスティフナ５３０ａとを含む。
【００７９】
内部リング５１０ａは、前述のタイロッド４００ａに結合する時、一例として、焼き嵌め方式で結合され、前記タイロッド４００ａの外径に密着する内径に形成され、図示のように所定の直径を有するリング状に形成される。
【００８０】
内部リング５１０ａは、外周面の円周方向に沿って複数の延長部５２０ａが、前記クランピング部材５００ａを正面から眺める時、前記内部リング５１０ａから前記スティフナ５３０ａに向かって傾斜して延びることができる。
【００８１】
前記延長部５２０ａは、多様な形態で前記内部リング５１０ａとスティフナ５３０ａとの間を連結するが、本実施形態は、タイロッド４００ａの回転によって、前記スティフナ５３０ａから前記内部リング５１０ａの中心方向におけるダンピング力向上のために傾斜して延びる。
【００８２】
前記延長部５２０ａがダンピング力が維持されるためには、前記内部リング５１０ａに向かって傾斜して連結されているため、前記タイロッド４００ａの回転によって、前記延長部５２０ａに連結されたスティフナ５３０ａが円周方向で位置移動が行われる。
【００８３】
添付した図８〜図９を参照すれば、本実施形態に係るクランピング部材５００ａには、外力が加えられる場合にダンピングが行われるダンピング部６００ａを含む。前記ダンピング部６００ａは、延長部５２０ａの下側端部に一端が固定され、他端が前記内部リング５１０ａの外周面に固定される。
【００８４】
ダンピング部６００ａは、内部リング５１０ａの外周面に沿って一定間隔でスティフナ５３０ａに対応する複数の単位ダンピング部６００ａ１、６１０ａ２〜６１０ａｎから構成される。
【００８５】
前記単位ダンピング部６００ａ１、６１０ａ２〜６１０ａｎは、１１時方向に位置した単位ダンピング部６１０ａ１を基準として反時計方向に図面符号を付した。
【００８６】
前記ダンピング部６００ａは、一例として、外力が加えられる場合、ダンピングが可能なばねまたは板ばねのいずれか１つが選択的に用いられ、弾性復元力が発生する他の構成にも変更可能である。
【００８７】
図１０を参照すれば、本実施形態に係るダンピング部６００ａは、延長部５２０ａの下側端部に一端が固定され、他端が前記内部リング５１０ａの外周面に固定された第１ダンピング部６１０ａを含む。
【００８８】
前記第１ダンピング部６１０ａは、前記内部リング５１０ａの外周面に嵌め結合されるが、この場合、前記第１ダンピング部６１０ａは、下端が前記内部リング５１０ａに部分挿入された後、溶接で固定される。
【００８９】
第１ダンピング部６１０ａがコイルばねまたは板ばねのいずれか１つから構成される場合、前記スティフナ５３０ａから前記内部リング５１０ａの軸方向に加えられる外力と円周方向に加えられる外力を同時にダンピング可能で、ダンピング外力が加えられる多様な方向でダンピング性能が向上できる。
【００９０】
ダンピング部６００ａは、図面を基準として、前記延長部５２０ａの左右側面に一端が連結され、他端が前記内部リング５１０ａの外周面に固定された第２ダンピング部６２０ａをさらに含む。
【００９１】
前記第２ダンピング部６２０ａは、前述の第１ダンピング部６１０ａとともに延長部５２０ａの左側面および右側面にそれぞれ連結されるが、図面を基準として、前記延長部５２０ａの右側面および左側面で同一のばね定数を有するように構成される。
【００９２】
前記ダンピング部６００ａは、一例として、外力が加えられる場合、ダンピングが可能なばねまたは板ばねのいずれか１つが選択的に用いられ、弾性復元力が発生する他の構成にも変更可能である。
【００９３】
添付した図１１を参照すれば、例えば、延長部５２０ａは、図面を基準として左側に位置した第２ダンピング部６２０ａが外力によって圧縮される場合、前記延長部５２０ａの右側に位置した他の第２ダンピング部が矢印で示されているように、引張されながら外力に対するダンピングが行われる。逆に、前記延長部５２０ａの右側に位置した第２ダンピング部が圧縮され、左側に位置した第２ダンピング部が引張され、円周方向で発生した外力を安定的にダンピングすることができる。
【００９４】
したがって、スティフナ５３０ａから加えられた外力は、延長部５２０ａを経由しながら第１ダンピング部６１０ａを介して一次ダンピングされ、前記内部リング５１０ａの円周方向で発生した外力は、前記第２ダンピング部６２０ａによって同時にダンピングされながら、ダンピング性能が向上する。
【００９５】
本実施形態に係る第１ダンピング部６１０ａと前記第２ダンピング部６２０ａは、互いに異なる弾性復元力が維持されるように構成されるが、この場合、タイロッド４００の回転によって、特別にダンピングが必要な位置に位置した第１ダンピング部６１０ａまたは第２ダンピング部６２０ａの弾性復元力を異ならせて構成することができる。
【００９６】
前記ダンピング部６００ａは、前記内部リング５１０ａから前記延長部５２０ａに向かってジグザグ状に延び、前記内部リング５１０ａの幅に対応する幅と厚さが維持できる。
【００９７】
ダンピング部６００ａが内部リング５１０ａの幅に対応する幅で構成され、厚さも対応する場合、外力の程度に応じて異なり得るが、前記スティフナ５３０ａに加えられる外力の大部分をダンピングできるため、前述の仕様で構成可能である。
【００９８】
前記ダンピング部は、弾性復元力が維持される金属または高弾性金属が用いられてもよいし、特に材質を限定しない。
【符号の説明】
【００９９】
１００、１００ａ：圧縮機ロータ部
１０２、１０２ａ：圧縮機ロータディスク
２００、２００ａ：タービンロータ部
２０２、２０２ａ：タービンロータディスク
３００、３００ａ：連結部
４００、４００ａ：タイロッド
５００、５００ａ：クランピング部材
５１０、５１０ａ：内部リング
５１２：溝部
５２０：支持部
５３０、５３０ａ：スティフナ
６００ａ：ダンピング部
６１０ａ：第１ダンピング部
６２０ａ：第２ダンピング部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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