KR100794845B1 - 피팅 - Google Patents

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Abstract

어떠한 구속도 없이 유극을 가진 채 도관(112)을 구멍(114)에 연결시키기 위한 밀봉 장치(110)로서, 구멍(114)의 방향으로 도관(112)을 압축하는 압력 수단(120)과, 도관(112)이 삽입되어 고정되는 중앙 구멍을 구비하는 환형의 와셔(118)를 포함하며; 이 와셔(118)는 제 1 구형 환상 표면부(119)를 가지고 이러한 제 1 구형 환상 표면부(119)가 상기 구멍(114)을 대면하도록 위치되며, 상기 제 1 구형 환상 표면부(119)는 이들 압력 수단(120)에 의해 구멍(114)에 대항하여 압축된다.

Description

도관과 구멍 연결용 밀봉 장치{SEALING DEVICE FOR CONNECTION OF A PIPE IN A HOLE}
도 1은 가스 터빈의 분할 배플 내에 형성된 구멍에 냉각관을 연결시키기 위한 종래 기술에 따른 밀봉 장치를 도시하는 측면 부분 단면도,
도 2는 도 1의 밀봉 장치의 측면 확대도,
도 3은 가스 터빈의 분할 배플 내에 형성된 구멍에 냉각관을 연결시키기 위한 본 발명에 따른 밀봉 장치를 도시하는 측면 부분 단면도,
도 4는 도 3의 밀봉 장치의 측면 확대도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
110 : 밀봉 장치 112 : 도관
114 : 구멍 118 : 구형 와셔
122 : 제 2 환상 와셔
본 발명은 도관을 구멍에 연결시키기 위한 밀봉 장치에 대한 것이다.
본 기술분야에서, 두 영역을 분할하는 배플을 통해 도관이 통과하여야만 하는 경우를 빈번히 볼 수 있다.
종종, 도관과, 배플에 형성된 구멍 사이의 연결은 고정적이고, 예를 들어 용접에 의해 형성된다.
이에 반해서 때로는, 도관과 구멍 사이의 연결은 어떠한 구속도 없이 유극을 두고 있는 경우도 있다.
후자의 상황은 여러 가지 이유로 요구될 수 있는데, 그 예로는 도관과 배플 사이의 차동적 움직임 허용의 필요성 또는 도관에 발생하는 열팽창의 고려 등을 들 수 있다.
특히, 가스 터빈에 있어서는 내부 냉각 회로용 도관이 존재하고, 이 도관은 노즐 섹터라고도 알려진 분할 배플을 관통함으로써 터빈의 외부 케이스를 내부의 노즐 홀더 링에 연결시킨다.
이러한 경우, 도관과 구멍 사이의 공간내 공기 통로를 방지하기 위하여 밀봉 장치를 제공하는 것이 필요하다.
가스 터빈 분야에서의 종래 기술에 있어서는, 도관의 외측상에 용접되는 와셔를 구비하는 파이프가 사용된다.
와셔는 예를 들어 정밀 주조물인 분할 배플의 표면에 대항하여 스프링에 의해 압축되고, 이에 의해 배플 위의 영역이 그 반대측상의 영역에 대해 밀봉되는 것을 보장한다.
그러나, 이러한 밀봉의 레벨은 최적이 아닌데, 이는 와셔와 배플 표면 사이의 완전한 접촉을 얻기 힘들기 때문이며, 그 원인으로는 기하학적 가공 공차와, 도관이 결합되는 외부 케이스와 내부 노즐 홀더 링에 고정되는 분할 배플 사이의 차동적 움직임을 들 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 전술된 단점을 제거하는 것이고, 특히, 도관과 구멍 사이의 동심성의 기하학적 차이가 존재함에도 불구하고 높은 레벨의 밀봉을 보장하는 도관을 구멍내에 연결하는 밀봉 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 매우 신뢰성이 높고, 간단하며, 기능적이고, 상대적으로 비용이 적게 드는 도관과 구멍 연결용 밀봉 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 이러한 및 기타 목적은 청구항 1에 설명된 바와 같은 도관과 구멍 연결용 밀봉 장치를 제공함으로써 실현된다. 이어지는 청구항에서는 추가적인 특징이 설명된다.
바람직하게는, 도관과 구멍 연결용 밀봉 장치를 가스 터빈내의 냉각관으로 사용함으로써, 냉각 공기를 크게 절약할 수 있을 뿐 아니라, 바람직하지 못하고 추산하기 힘든 블로바이(blow-by)를 방지한다.
본 발명에 따른 도관과 구멍 연결용 밀봉 장치의 특징 및 이점은 첨부된 도 면을 참조하여 비제한적 실시예를 통해 제공되는 하기의 설명을 통해 보다 명확하고 명백해질 것이다.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 밀봉 장치를 나타낸다. 참조 부호(10)에 의해 전체적으로 표시된 밀봉 장치는 가스 터빈내에 위치된 분할 배플(16)내에서 구멍(14)에 냉각관(12)을 연결하기 위한 것이다.
도시된 실시예에서, 장치(10)는, 도관(12)의 외경과 동일한 직경을 갖는 중앙 구멍 및 2개의 평탄한 베이스부를 구비하는 환상 와셔(18)를 포함한다.
와셔(18)는 도관(12)의 외측상에 끼워지고, 예를 들어 용접에 의해 도관(12)과 결합된다. 도관(12)의 와셔(18)는, 구멍(14)이 형성된 배플(16)의 평탄면을 향해, 스프링과 같은 압력 수단(20)에 의해 압축된다.
스프링(20)은 배플(16)의 구멍(14)에 대면하는 도관(12)의 일단부상에 끼워지고, 벽에 예압이 가해진다.
밀봉 장치(10)의 기능은 도 1을 참조하여 제공된 앞서의 설명을 통해 명확히 알 수 있다. 즉, 와셔(18) 베이스부의 일부를 구멍(14) 주위의 배플(16) 평탄면과 접촉시키는 압력 수단(20)의 압축 작용에 의해 밀봉 장치(10)의 기능이 실행되는 것이다.
도 2는 불완전한 밀봉 상황을 도시한다. 불완전한 밀봉에 의해 결과적으로 도관(12)과 구멍(14) 사이에 공기 통로가 형성되는데, 이는 예를 들어 구멍(14) 주위의 평탄면과 와셔(18) 사이의 불완전한 상호 평면도(co-planarity)에 기인한다.
불완전한 밀봉의 다른 원인으로는 구멍(14)의 평탄면과 와셔(18)의 축 사이 의 부정확한 직각도를 들 수 있다.
한편, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 밀봉 장치(110)를 도시하고, 여기에서 도 1 및 도 2에 도시된 것과 동일 및/또는 등가의 구성 요소는 100을 추가한 동일한 참조 부호를 갖는다.
밀봉 장치(110)는 가스 터빈내의 분할 배플(116)에 위치된 구멍(114)에 냉각관(112)을 연결하는 데 사용된다.
도시된 실시예에서, 장치(110)는, 도관(112)의 외경과 동일한 직경을 갖는 중앙 구멍을 구비한 환형의 구형 와셔(118)를 포함한다.
와셔(118)는 평탄한 베이스부(117)와, 제 1 구형 환상 표면부(119)를 구비하고, 이 제 1 구형 환상 표면부(119)는 그 자체가 와셔(118) 외부를 향해 볼록하다. 실제로, 중앙 구멍이 아직 형성되지 않은 상태에서 공지된 형태의 와셔(118)의 베이스부를 연장시켜 구형 머리부를 갖도록 함으로써 이러한 형상을 얻을 수 있으며, 이러한 지점에 중앙 구멍이 형성될 것이다.
구형 와셔(118)는, 평탄한 베이스부(117)가 구멍(114)의 반대편에 위치된 채로 도관(112)의 외측상에 나사 체결된다. 와셔(118)는 예를 들어 용접에 의해 평탄한 베이스부(117)를 이용하여 도관(112)에 결합된다.
도관(112)이 삽입될 수 있도록 도관(112)의 외경보다 약간 큰 직경을 갖는 중앙 구멍을 구비한 원추형의 제 2 환상 와셔(122)가 상기 구멍(114) 주위에 위치되는 배플(116) 평탄면상에 제공된다.
제 2 환상 와셔(122)는 구멍 둘레의 평탄한 표면부 상에 지지되는 평탄한 베이스부와, 이 평탄한 베이스부의 반대측에 형성되는 절두 원추형 환상 표면부를 구비하고 있다.
제 2 환상 와셔(122)의 평탄한 베이스부는 와셔(122)의 축이 상기 구멍(114)의 축과 평행하게 되도록 구멍(114)을 둘러싸는 평탄면상에 지지된다.
도관(112)의 구형 와셔(118)는 배플(116)에 부착된 원추형의 제 2 환상 와셔(122)를 향하여 스프링과 같은 압력 수단(120)에 의해 압축된다.
스프링(120)은 배플(116)내에서 구멍(114)에 대면하는 도관(112)의 일단부상에 끼워질 수 있고, 따라서 한쪽 벽에 예압이 가해질 수 있다.
본 발명에 따른 밀봉 장치(110)의 기능은 도 3 및 도 4를 참조하여 제공된 앞서의 설명을 통해 명확히 알 수 있으며, 요약하면 다음과 같다.
압력 수단(120)의 압축 작용에 의해 구형 와셔(118)의 제 1 구형 환상 표면부(119)의 환형부가 원추형의 제 2 환상 와셔(122)의 절두원추형 표면(123)과 접촉한다. 특히, 기하학적으로 알 수 있듯이, 접촉은 원주를 따라 발생된다.
따라서, 와셔(118)의 축과 구멍(114)의 축 사이의 부정확한 동심성으로부터 기인하는 불완전한 밀봉의 문제점이 방지된다.
그러므로, 분할 배플(116)과, 예를 들어 가스 터빈의 외부 케이스에 고정되는 도관(112) 사이의 축방향 움직임이 존재하고 또는 도관(112)의 회전이 존재함에도 불구하고, 밀봉이 보장된다.
또한, 스프링(120)에 의해 압축되는 구형 와셔(118)는 원추형 와셔(122) 내에서 스스로 중심설정되며, 따라서 도관(112)도 중심설정된다.
도면은 원형 단면을 갖는 도관을 나타낸다는 점이 주지되어야 하나, 다른 형 상의 단면을 갖는 도관이 사용되더라도 본 발명에 따른 밀봉 장치는 그대로 적용될 수 있음이 명백하다.
또한, 도면은 분할 배플을 관통하는 도관을 도시한다는 점이 명백하나, 도관이 분할 배플을 관통하지 않고 단지 분할 배플 자체내의 구멍의 시작점까지만 연장되더라도 본 발명에 따른 밀봉 장치는 그대로 적용될 수 있음이 분명하다.
상술된 설명은 본 발명에 따른, 구멍과 도관을 연결하기 위한 밀봉 장치의 특징을 명백히 나타내고, 또한 아래 사항을 포함하여 기억되어야 할 장점을 명백히 나타낸다.
- 최적 밀봉 및 결과적인 냉각기의 절약,
- 바람직하지 못하고 추산하기 힘든 공기의 블로바이 제거,
- 간단하고 신뢰성 있는 사용성 및
- 종래 기술과 비교하여 저렴한 비용.
마지막으로, 도관과 구멍을 연결하기 위해 이상과 같이 설계된 밀봉 장치에는 많은 변경과 변형이 가해질 수 있고, 이러한 변경과 변형은 모두 본 발명의 범위 안에 들어온다. 또한, 모든 세부 사항이 기술적으로 대등한 요소로 교체될 수 있다. 실제로, 기술적 요구 사항에 따라 어떠한 재료, 형상 및 규격이라도 사용될 수 있다. 본 발명의 보호의 범위는 따라서 첨부된 청구항에 의해 제한되지 않는다.
본 발명에 따르면, 도관에 끼워지는 구형의 와셔와 이에 대응하여 구멍 주위에 위치되는 원추형의 와셔를 사용함으로써 도관과 구멍 사이의 연결시 최적의 밀봉 상태를 제공하는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 구멍(114)에 삽입되고 상기 구멍 가장자리에 대하여 제한된 유극을 가지고 구속되지 않은 상태로 구멍의 가장자리 둘레에서 밀봉되는 도관(112)과,
    환상의 형상을 가지며 상기 도관을 수용하는 중앙구멍을 구비하는 와셔(118)로서, 상기 와셔와 상기 도관은 서로 밀봉 가능하게 고정되고, 상기 구멍의 가장자리를 향하는 제 1 구형 환상 표면부(119)를 구비하는 와셔(118)와,
    상기 구멍을 향하는 방향으로 이동하도록 상기 도관과 와셔를 압박하는 압력 수단(120)으로서, 상기 구형 환상 표면부는 상기 구멍의 가장자리에 지지되는, 압력 수단(120)과,
    중앙 구멍을 구비하고 상기 도관의 외경보다 더 큰 직경을 가지며, 상기 제 1 구형 환상 표면부(119)와 정합하도록 대향하는 절두 원추형 환상 표면부를 구비하는 제 2 환상 와셔(122)를 포함하는 피팅에 있어서,
    상기 제 2 환상 와셔는 구멍 둘레의 평탄한 표면부 상에 지지되는 평탄한 베이스부를 구비하고, 상기 구멍의 축선에 평행한 축선을 가지며, 상기 절두 원추형 환상 표면부는 상기 제 1 구형 환상 표면부의 직경보다 더 큰 직경을 가지고 상기 평탄한 베이스부로터 상기 제 2 환상 와셔의 반대측에 형성되어, 상기 도관과 상기 와셔가 상기 구멍의 가장자리에 대하여 제한된 유극을 갖게 하는 것을 특징으로 하는
    피팅.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력 수단(120)은 상기 구멍(114)을 향하는 도관(112)의 일단부에 장착되는 스프링을 포함하고, 벽에 예압을 가하는 것을 특징으로 하는
    피팅
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 와셔(118)는 용접에 의한 상기 도관(112)에의 고정을 위해 사용되는 평탄한 베이스부(117)를 구비하는 것을 특징으로 하는
    피팅.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 와셔(118)의 제 1 구형 환상 표면부(119)는 와셔(118) 자체의 외부를 향해 볼록한 것을 특징으로 하는
    피팅.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 도관(112)은, 분할 배플을 통해 통과함으로써 터빈의 외측 케이스를 내측 노즐 홀더 링과 연결시키는 가스 터빈 내의 냉각관인 것을 특징으로 하는
    피팅.
  7. 삭제
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