KR101442739B1 - 브러시 실링장치 - Google Patents

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KR101442739B1
KR101442739B1 KR1020140041828A KR20140041828A KR101442739B1 KR 101442739 B1 KR101442739 B1 KR 101442739B1 KR 1020140041828 A KR1020140041828 A KR 1020140041828A KR 20140041828 A KR20140041828 A KR 20140041828A KR 101442739 B1 KR101442739 B1 KR 101442739B1
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brush
casing
rotating body
sealing
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변삼섭
하병기
손재화
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터보파워텍(주)
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Abstract

로터부와 케이싱 사이의 공간을 효과적으로 밀봉하되, 터빈의 진동을 최소화하여 발전효율 및 로터부의 내구성이 향상되도록, 본 발명은 터빈의 케이싱과 상기 케이싱의 내측에서 회전되는 회전체 사이로 누출되는 유체의 흐름을 밀봉하도록 상기 케이싱에 구비되는 실링부; 상기 실링부에 구비되되, 상기 회전체의 외주를 감싸도록 배치된 복수개의 브리스틀을 포함하는 브러시부; 상기 회전체의 외주를 따라 유동되는 상기 유체의 흐름을 차단하도록 상기 브러시부의 전방측에 기설정된 간격으로 이격 배치되는 쇼크방지부; 및 상기 브러시부의 후방측을 지지하도록 구비되되, 상기 유체의 유입방향으로부터 유출방향으로 갈수록 상기 케이싱측으로 상향 경사지게 구비된 복수개의 가이드홀이 관통 형성되는 브리스틀 플레이트를 포함하되, 상기 쇼크방지부는 상기 브러시부와 대향되는 후방면을 따라 상향하는 상기 유체가 교축되도록 후방측으로 돌설된 복수개의 교축돌기와, 상기 쇼크방지부의 상하방향으로 다단 배치된 상기 각 교축돌기 사이를 연결하는 교축홈부를 포함하며, 상기 각 가이드홀은 상기 브리스틀 플레이트의 상하방향 및 원주방향을 따라 배치되되, 상기 브리스틀 플레이트의 최상부측에 형성된 상기 가이드홀의 유체유입구는 상기 쇼크방지부의 최상부측에 형성된 상기 교축돌기의 배치높이 이상의 높이에 배치됨을 특징으로 하는 브러시 실링장치를 제공한다.

Description

브러시 실링장치{sealing apparatus with brush}
본 발명은 브러시 실링장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 로터부와 케이싱 사이의 공간을 효과적으로 밀봉하되, 터빈의 진동을 최소화하여 발전효율 및 로터부의 내구성이 향상되는 브러시 실링장치에 관한 것이다.
일반적으로, 터빈(turbine)은 물, 가스 혹은 증기 등의 유체가 가지는 에너지를 유용한 기계적 일로 변환시키는 기계를 말한다. 즉, 회전체의 원주를 따라 여러 개의 블레이드(blade)를 심고, 블레이드에 증기 또는 가스를 내뿜어 고속회전시키는 터보형의 기계를 터빈이라고 한다. 최근에는, 산업화 및 기술발전에 따라 증기터빈, 가스터빈과 같은 터빈이 점점 대형화, 고온화 및 고압화 되는 경향을 나타내고 있다.
이러한, 터빈에서 회전체와 고정된 케이싱 사이의 실링부에서 발생하는 증기의 누설은 터빈의 효율을 저하시키고, 연료비용을 증가시키는 주요인이므로 증기 누설을 줄이기 위한 실링(Sealing) 장치의 설계기술은 매우 중요하다.
여기서, 증기나 가스 터빈 같은 고온 및 고압 터빈에 사용되는 스테인리스 소재의 실링장치는 증가나 가스의 누설을 방지하여 발전기의 에너지 생산 효율을 상승시키고 유체로 인한 회전체의 진동방지에 중요한 역할을 한다.
도 1은 종래의 래비린스형 실링장치가 터빈에 장착된 상태를 나타내는 단면도이며, 도 2는 종래의 래비린스형 실링장치를 나타낸 단면도이다.
도 1 내지 도 2에서 보는 바와 같이, 종래의 래비린스형 실링 장치(5)는 케이싱에 장착되어 있는 다이어프램(3)의 외부링과 내부링에 설치되어 있다.
여기서, 상기 래비린스형 실링 장치(5)는 터빈의 비접촉식 환상 밀봉장치로 널리 사용되고 있으며, 날카로운 투스(6)로 터빈 내에서 흐르는 유체에 교축작용(Throttling Process)을 발생시켜 누설 유량을 감소시킨다.
즉, 상기 투스(6)를 유체의 흐름방향을 따라 차례로 배열하여 상기 유체가 교축과 확대를 반복하는 과정에서 발생하는 압력강하 효과를 통해 상기 유체의 누설 유량을 저감시키게 된다.
그러나, 상기 래비린스형 실링 장치(5)를 이용하여 공간을 밀봉할 경우 상기 로터부(1)와 상기 투쓰(6)의 간극으로 누설되는 상기 유체로 발생되는 효율 손실은 전체 터빈 효율 손실의 33%이상을 차지한다.
이에, 상기 투쓰(6)와 상기 로터부(1) 사이의 간극을 좁혀 유체 누설 손실을 줄일 수 있지만, 상기 로터부(1)의 진동이나 열적 변형으로 투쓰(6)와 로터부(1)가 맞닿아 마찰되는 경우가 발생되었다. 따라서, 투스(6)의 마모가 급속하게 이루어져 시간이 지남에 따라 실링 작용이 감퇴하는 문제점이 있었다.
더욱이, 상기 투스(6)와 상기 로터부(1) 사이의 간극이 좁아질수록 로터부(1)의 회전 진동이 증가하는 문제로 인해 상기 간극을 일정거리 이상으로 유지해야함에 따라 유체의 누설량이 증가되는 문제점이 있었다.
도 3은 종래의 브러시 실링장치를 나타낸 측면도이다.
도 3에서 보는 바와 같이, 상기 브러시 실링장치는 상기 회전체인 로터부(1)와 고정된 케이싱(3) 사이의 간극을 실링하는 브러시부(7)와 브러시부(7)의 전방 및 후방을 지지하는 브리스틀 플레이트(9,8)를 포함한다.
여기서, 상기 브러시부(7)는 복수개의 브리스틀이 촘촘하게 밀집된 형태로 구비되며, 고압 영역과 저압 영역을 분할하여 누설되는 유체의 흐름을 감소시키게 된다.
이때, 상기 브러시 실링장치는 상기 브러시부(7)가 로터부(1)에 직접 접촉하여 유체를 밀봉하므로 래비린스형 실링장치에 비해 유체 누출이 감소될 수 있다. 또한, 각 브리스틀이 유연하게 휘어지며 로터부(1)의 외주를 지지함에 따라 회전운동 손실량을 감소시키게 된다.
그러나, 종래에는 브러시부(7)를 통과한 유체가 후방 브리스틀 플레이트(8) 및 회전체(1) 사이의 간극으로만 유동될 수 있어 브러시부(7)의 자유단부측으로 집중되었다.
따라서, 브러시부(7)의 자유단부측을 통과하는 유체는 연속적으로 유입되는 후속 유체에 의해 압축되어 고압화되고 브러시부(7)의 자유단부측에 과도한 압력을 가하는 문제점이 있었다.
즉, 브러시부(7)의 자유단부측으로 집중 및 압축된 유체는 로터부(1)의 진동을 유발하여 내구성을 저하시키고, 고압의 유체가 유동됨에 따라 브러시부(7)의 자유단부측 브리스틀에 휘어짐 혹은 벌어짐 등의 탄성변형이 집중적으로 발생하였다.
이에 따라, 상기 브러시부(7)의 탄성 및 강성 저하 등 내구성 저하가 빠르게 일어나고 로터부(1)와 밀착성이 떨어져 실링성능이 일정하게 유지되지 못하는 문제점이 있었다.
또한, 고압 영역에서 저압 영역으로 고속 유동되는 유체 및 유체와 함께 유동되는 이물질로 인해 전방 브리스틀 플레이트(9)의 하부로 노출된 브러시부(7)가 쉽게 마모 및 열화되어 유체 밀봉 성능이 저하되는 문제점이 있었다.
그리고, 전방 브리스틀 플레이트(9)의 하부로 유입되는 유체는 브러시부(7)에서 정체되고 후속 유체의 연속적인 유입으로 압축됨에 따라 로터부(1)와의 마찰저항이 증가되어 회전력 손실을 유발하고, 마찰열을 발생시키고 로터부(1)를 가압함에 따라 진동을 발생시켜 기계적인 손상을 유발하는 심각한 문제점이 있었다.
한국 공개특허 제10-2000-0016885호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 로터부와 케이싱 사이의 공간을 효과적으로 밀봉하고, 터빈의 진동을 최소화하여 발전효율 및 로터부의 내구성을 향상되는 터빈용 하이브리드 실링장치를 제공하는 것을 해결과제로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 터빈의 케이싱과 상기 케이싱의 내측에서 회전되는 회전체 사이로 누출되는 유체의 흐름을 밀봉하도록 상기 케이싱에 구비되는 실링부; 상기 실링부에 구비되되, 상기 회전체의 외주를 감싸도록 배치된 복수개의 브리스틀을 포함하는 브러시부; 상기 회전체의 외주를 따라 유동되는 상기 유체의 흐름을 차단하도록 상기 브러시부의 전방측에 기설정된 간격으로 이격 배치되는 쇼크방지부; 및 상기 브러시부의 후방측을 지지하도록 구비되되, 상기 유체의 유입방향으로부터 유출방향으로 갈수록 상기 케이싱측으로 상향 경사지게 구비된 복수개의 가이드홀이 관통 형성되는 브리스틀 플레이트를 포함하되, 상기 쇼크방지부는 상기 브러시부와 대향되는 후방면을 따라 상향하는 상기 유체가 교축되도록 후방측으로 돌설된 복수개의 교축돌기와, 상기 쇼크방지부의 상하방향으로 다단 배치된 상기 각 교축돌기 사이를 연결하는 교축홈부를 포함하며, 상기 각 가이드홀은 상기 브리스틀 플레이트의 상하방향 및 원주방향을 따라 배치되되, 상기 브리스틀 플레이트의 최상부측에 형성된 상기 가이드홀의 유체유입구는 상기 쇼크방지부의 최상부측에 형성된 상기 교축돌기의 배치높이 이상의 높이에 배치됨을 특징으로 하는 브러시 실링장치를 제공한다.
여기서, 상기 브리스틀은 상기 케이싱과 상기 회전체 사이의 간격에 대응하여 상기 회전체의 외주에 접촉되는 길이로 구비되되, 상기 쇼크방지부 및 상기 브리스틀 플레이트는 각각의 단부가 상기 회전체의 외주로부터 이격되는 길이로 구비됨이 바람직하다.
삭제
또한, 상기 브리스틀 플레이트의 단부는 라운드지게 구비되며, 상기 브리스틀 플레이트의 단부와 상기 회전체의 외주 사이의 제1유체유동간격은 상기 쇼크방지부의 단부와 상기 회전체의 외주 사이의 제2유체유동간격보다 좁게 구비됨이 바람직하다.
삭제
상기의 해결 수단을 통해서, 본 발명의 브러시 실링장치는 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 상기 브러시부의 후방측을 지지하는 브리스틀 플레이트는 브리스틀이 회전체의 외주에 밀착하도록 휘어짐을 방지하여 밀폐성을 향상시킬 수 있으며, 상기 가이드홀을 통해 유체를 유도하여 브러시부 전체로 분산시키므로 각 부분에 가해지는 유압이 감소될 수 있어 누설 유체량이 감소되어 밀폐성이 향상되고 유압에 의한 브러시부의 강성 저하가 저감되어 내구성이 향상될 수 있다.
둘째, 상기 가이드홀은 상기 케이싱측으로 상향 경사지게 구비되어 내부를 통과한 유체를 회전체로부터 멀어지도록 유도하므로 회전체의 외주를 따라 흐르는 유량이 감소되어 회전방향과 상이하게 유동되는 유체 및 회전체 사이의 저항 감소되고, 진동 및 마찰저항으로 인한 회전손실이 방지되어 터빈의 발전효율이 향상될 수 있다.
셋째, 상기 쇼크방지부는 상기 브러시부의 전방측에 기설정된 간격으로 이격 배치되므로 이격된 공간으로 유입된 유체를 팽창시켜 유압을 감소시키고 팽창 및 가이드홀의 유도에 의해 상향하는 유체를 다단 배치된 교축돌기 및 교축홈부를 통해 반복적으로 교축시켜 유압을 재차 감소시킴으로써 유체 누설량을 줄여 제품의 밀폐성이 향상될 수 있다.
도 1은 종래의 래비린스형 실링장치가 터빈에 장착된 상태를 나타내는 단면도.
도 2는 종래의 래비린스형 실링장치를 나타낸 측단면도.
도 3는 종래의 브러시 실링장치를 나타낸 측단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 브러시 실링장치가 로터부를 감싸도록 장착된 상태를 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 브러시 실링장치를 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 브러시 실링장치를 나타낸 측단면도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 브러시 실링장치를 나타낸 후면도.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 브러시 실링장치를 나타낸 정면도.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 브러시 실링장치를 나타낸 사시도.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 브러시 실링장치를 나타낸 후면도.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 브러시 실링장치를 나타낸 측단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 브러시 실링장치를 상세히 설명한다.
도 4은 본 발명의 일실시예에 따른 브러시 실링장치가 로터부를 감싸도록 장착된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 4에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 브러시 실링장치(100)는 터빈의 케이싱(20)과 회전체(10) 사이로 누출되는 유체(f)의 흐름을 밀봉하도록 장착될 수 있다.
여기서, 상기 회전체(10)는 외주를 따라 복수개의 블레이드(27a)가 결합된 로터부를 포함하는 개념으로 이해함이 바람직하다. 이때, 상기 브러시 실링장치(100)는 회전체(10)의 외주 및 케이싱(20)의 내주 사이에 원주방향을 따라 배치되어 상기 회전체(10)와 상기 케이싱(20) 사이로 유동되는 유체(f)의 흐름을 밀봉할 수 있다.
물론, 상기 브러시 실링장치(100)는 상기 케이싱(20)과 상기 블레이드(27a)의 단부 사이에 배치되어 유체의 누설 흐름을 감소시키도록 장착되는 것도 가능하다.
즉, 상기 브러시 실링장치(100)는 로터부, 블레이드(27a) 등 상기 케이싱 내부에서 회전되는 회전체(20)와 고정된 상기 케이싱(10) 사이에서 실링이 필요한 모든 장소에 장착될 수 있는 것으로 이해함이 바람직하다.
도 4에 도시된 화살표와 같이, 상기 케이싱(20) 내로 유입된 증기 또는 가스 등의 유체(f)는 케이싱(20)에 고정된 다이아프램의 파티션(27)을 통과하며 상기 로터부에 구비된 블레이드(27a)를 회전시킨다. 그리고, 상기 유체(f)는 다시 파티션(27)의 안내에 따라 다음 블레이드를 회전시키는 단계를 거치며 외부로 배출되게 된다.
이러한 과정을 통해, 발전기는 각 블레이드(27a)와 함께 회전되는 로터부를 통해 회전력을 전달받고, 회전력을 전기적 에너지로 변환하여 발전이 이루어질 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 브러시 실링장치를 나타낸 사시도이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 브러시 실링장치를 나타낸 측단면도이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 브러시 실링장치를 나타낸 후면도이며, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 브러시 실링장치를 나타낸 정면도이다.
한편, 도 5 내지 도 8을 참조하면, 상기 브러시 실링장치(100)는 실링부(110), 브러시부(130), 쇼크방지부(120), 그리고 브리스틀 플레이트(140)를 포함한다.
여기서, 상기 실링부(110)는 터빈의 케이싱(20)과 상기 케이싱(20)의 내측에서 회전되는 회전체(10) 사이로 누출되는 유체(f)의 흐름을 밀봉하도록 상기 케이싱(20)에 구비된다.
상세히, 상기 실링부(110)는 상기 회전체(10)의 외주와 상기 케이싱(20)의 내주 사이에 배치되되, 링 형상으로 구비되어 상기 케이싱(20)의 내주를 따라 원주방향으로 배치되어 결합 및 고정될 수 있다.
여기서, 상기 실링부(110)에는 상기 로터부(10)의 외부를 흐르는 유체의 흐름을 차단하도록 돌출된 래비린스 투쓰(112)가 구비될 수 있으며, 상기 래비린스 투쓰(112)는 상기 실링부(110)와 상기 로터부(10)가 대향되는 면에 원주방향을 따라 돌설되되 상호 이격되어 복수열 배치될 수 있다.
그리고, 상기 실링부(110)에는 래비린스 투쓰(112) 사이에 브러시결합홈(113)이 구비될 수 있으며, 상기 브러시결합홈(113)에 상기 브러시부(130), 상기 쇼크방지부(120) 및 상기 브리스틀 플레이트(140)가 결합될 수 있다.
이때, 상기 브러시결합홈(113)에는 상기 브러시부(130)가 용접되어 고정될 수 있으며, 상기 브러시부(130)의 전방 및 후방에 별도로 구비된 상기 쇼크방지부(120) 및 상기 브리스틀 플레이트(140)를 결합하여 고정할 수 있으며, 상기 실링부(110)에 상기 쇼크방지부(120) 및 상기 브리스틀 플레이트(140)가 일체로 형성되는 것도 가능하다.
물론, 상기 브러시결합홈(113)의 내부에는 걸림홈부가 형성될 수 있으며, 상기 쇼크방지부(120) 및 상기 브리스틀 플레이트(140)의 상단부에 절곡 형성된 걸림부가 삽입되어 고정될 수 있다.
그리고, 상기 실링부(110)의 일측에는 상기 케이싱(20)의 내주에 결합되기 위한 장착부(111)가 형성될 수 있다. 상세히, 상기 장착부(111)는 상기 케이싱(20)의 내주를 따라 형성된 결합홈(21)의 형태와 대응되도록 형성되어 상기 결합홈(21)의 내측에 삽입되어 결합 및 고정될 수 있다.
이때, 상기 실링부(110), 상기 쇼크방지부(120), 상기 브러시부(130) 및 상기 브리스틀 플레이트(140)는 고열에 대해 안정적인 재료인 니켈, 크롬, 코발트 등이 함유된 철 기초 합금 또는 동 기초 합금 등의 재질로 이루어짐이 바람직하다.
이로 인해, 상기 브러시 실링장치(100)는 상기 회전체(10)와의 마찰로 발생되는 열에 대한 안정성을 가질 수 있어 쉽게 변형되지 않고 구조가 유지될 수 있다.
그리고, 상기 실링부(110) 및 상기 쇼크방지부(120), 상기 브리스틀 플레이트(140)는 상기 케이싱(20) 및 상기 회전체(10) 사이 공간에 설치되기 위해 링 형상으로 구비되며, 원심주조에 의해 제조됨이 바람직하다.
이에 따라, 상기 실링부(110)는 상기 케이싱(20)의 내주에 밀착 결합되도록 정확한 형상으로 주조될 수 있으며, 상기 실링부(110)에 돌설된 래비린스 투쓰(112), 상기 쇼크방지부(120) 및 상기 브리스틀 플레이트(140)는 각각의 단부와 상기 회전체(10) 외주 사이의 간격이 기설정된 설계에 맞게 정확하게 주조될 수 있다.
또한, 상기 브러시 실링장치(100)는 마찰시 상기 회전체(10)를 손상시키지 않고 교체 가능한 구성품이 선마모되도록 낮은 강성의 물질로 구비됨이 더욱 바람직하다.
한편, 상기 브러시부(130)는 상기 회전체(10)의 외주를 감싸도록 상기 실링부(110)의 중앙부를 따라 구비되는 복수개의 브리스틀(130a)을 포함한다. 여기서, 상기 각 브리스틀(130a)은 탄성력과 내열성을 가진 유연한 소재로 구비됨이 바람직하다.
그리고, 상기 각 브리스틀(130a)은 전자빔을 이용한 전자빔용접(Electric beam welding, EBW)에 의하여 일단부(132)가 상기 실링부(110)에 고정될 수 있다. 이때, 상기 브리스틀(130a)의 타단부(133)는 상기 회전체(10)의 외주측으로 연장된다.
또한, 상기 브리스틀(130a)은 상기 케이싱(20)과 상기 회전체(10) 사이의 간격에 대응하여 타단부(133)가 상기 회전체(10)의 외주면에 접촉되는 길이로 구비됨이 바람직하다.
여기서, 상기 브러시부(130)는 다수의 브리스틀(130a)이 촘촘하게 밀집된 형태로 구비되며, 상기 유체(f)가 각 브리스틀(130a) 사이의 좁은 틈을 통과하여 압력 및 속도가 감소됨에 따라 누설량을 감소시킬 수 있다.
그리고, 상기 쇼크방지부(120) 및 상기 브리스틀 플레이트(140)는 각각의 단부가 상기 회전체(10)의 외주로부터 이격되는 길이로 구비됨이 바람직하다. 이에 따라, 상기 유체(f)가 상기 브러시부(130)를 통과할 수 있는 유동로가 확보될 수 있다.
한편, 도 6을 참조하면, 상기 쇼크방지부(120)는 상기 회전체(10)의 외주를 따라 유동되는 상기 유체(f)의 흐름을 차단하도록 상기 브러시부(130)의 전방측에 기설정된 간격으로 이격 배치된다.
여기서, 상기 쇼크방지부(120)는 상기 브러시부(130)의 전방면 일측을 커버하도록 원주방향을 따라 배치되되, 일단(124)은 상기 실링부(110)에 결합되고, 타단(123)은 상기 회전체(10)의 외주측으로 연장됨이 바람직하다.
이때, 상기 쇼크방지부(120)의 타단(123)과 상기 회전체(10)의 외주 사이에는 유체(f)가 유동되는 간극이 형성된다.
상세히, 상기 쇼크방지부(120)는 타단(123)측이 좁은 두께로 형성되어 타단(123)측 후방면은 상기 브러시부(130)의 전방면과 이격되도록 구비된다. 그리고, 상기 쇼크방지부(120)의 일단(124)측은 넓은 두께로 형성되어 일단(124)측 후방면이 상기 브러시부(130)의 전방면과 밀착하여 지지하도록 구비된다.
이때, 상기 쇼크방지부(120)의 전방면은 평탄하게 구비되고, 후방면은 서로 다른 두께로 형성된 타단(123)측과 일단(124)측을 연결하도록 라운드지게 형성된 곡면부(125)를 포함함이 바람직하다.
상세히, 상기 쇼크방지부(120)는 상기 브러시부(130)로부터 유체(f)의 유입방향측으로 이격 배치된다. 이때, 상기 유체(f)는 상기 쇼크방지부(120)의 전방면에 일차적으로 접촉된 후 상기 쇼크방지부(120)의 타단(123) 및 상기 회전체(10)의 외주 사이에 형성된 간극을 따라 브러시부(130)측으로 유동될 수 있다.
이에 따라, 고속으로 유동되는 고압의 유체(f)가 상기 브러시부(130)와 직접 접촉되지 않으므로 상기 유체(f) 자체의 속도/압력 및 상기 유체(f) 내의 이물질로 인한 상기 브러시부(130)의 마모 손상이 방지될 수 있어 제품의 내구성이 향상될 수 있다.
또한, 상기 쇼크방지부(120)의 후방면과 상기 브러시부(130)의 전방면 사이에는 유체(f)가 확장되는 유체 챔버(h)가 형성된다.
여기서, 상기 유체 챔버(h)는 좁은 두께로 형성된 쇼크방지부(120)의 타단(123)측 후방면과 상기 브러시부(130)의 전방면 사이에 형성되고, 상기 유체 챔버(h)의 상부측은 상기 곡면부(125)에 의해 라운드지게 구비된다.
상세히, 상기 쇼크방지부(120)의 전방면에 충돌한 유체(f)는 상기 쇼크방지부(120)의 타단(123) 및 상기 회전체(10)의 외주 사이 간극으로 유동되며, 상기 유체 챔버(h)측으로 유동되어 확장 및 팽창됨에 따라 압력이 낮아지게 된다.
이와 같은 압력 저하로 인해 상기 브러시부(130)를 통과하는 유체 누설량이 감소될 뿐만 아니라 상기 유체가 상기 각 브리스틀(130a) 사이를 통과함에 따라 상기 브러시부(130)에 가해지는 압력이 감소될 수 있다.
고압의 유체(f)가 상기 브러시부(130)를 통과하게 되면 후방측 브리스틀(130a)이 유체(f)의 흐름방향을 따라 휘어지고 각 브리스틀(130a)이 좌우로 이격되어 벌어지는 등의 탄성변형이 발생하게 된다.
상술된 상기 브러시부(130)에 가해지는 압력 저하는 각 브리스틀(130a)의 탄성변형 정도를 감소시킬 수 있으며, 브리스틀(130a)의 탄성/강성 저하를 저감하여 제품의 내구성이 향상될 수 있다.
한편, 도 6 내지 도 7을 참조하면, 상기 브리스틀 플레이트(140)는 상기 브러시부(130)의 후방측을 지지하되, 상기 유체(f)의 유입방향으로부터 유출방향으로 갈수록 상기 케이싱(20)측으로 상향 경사지게 구비된 복수개의 가이드홀(141)이 관통 형성된다.
여기서, 상기 브리스틀 플레이트(140)는 상기 유체(f)의 상기 브러시부(130) 통과시 각 브리스틀(130a)의 휘어짐을 방지함으로써 브러시부(130)의 단부가 회전체(10)에 밀착되어 유체 누설량이 감소될 수 있다.
상세히, 상기 유체(f)는 브러시부(130)를 통과하여 상기 브리스틀 플레이트(140)의 단부(142)와 상기 회전체(10) 외주 사이의 간극으로 유동되며 브러시부(130)의 하부측을 가압하게 된다.
이때, 브러시부(130)의 자유단부는 유체(f)의 가압에 의해 유체(f)의 흐름방향을 따라 후방측으로 휘어지게 된다. 즉, 상기 유체(f)는 브러시부(130)의 전방측인 고압영역에서 브러시부(130)의 후방측인 저압영역으로 흘러가며 상기 브러시부(130)를 탄성변형시키게 된다.
여기서, 상기 브리스틀 플레이트(140)에는 상기 브러시부(130)의 후방면을 지지하는 부분을 따라 상기 브리스틀 플레이트(140)의 상하 및 원주방향을 따라 복수개의 가이드홀(141)이 형성된다.
즉, 상기 유체(f)는 브리스틀 플레이트(140)의 단부(142)와 상기 회전체(10) 외주 사이의 간극뿐만 아니라, 상기 가이드홀(141)측으로 유도되어 유동될 수 있다. 이때, 유도된 유체는 브리스틀을 브리스틀 플레이트(140)측으로 밀착시켜 브러시부(130)의 휘어짐을 방지하므로 브러시부(130)의 자유단부가 회전체(10)에 밀착될 수 있어 밀폐성이 개선될 수 있다.
상기 브리스틀 플레이트(140)와 상기 회전체(10) 사이 간격이 좁아질수록 유체 누설량은 감소될 수 있지만, 유체의 압축으로 인한 회전체(10)의 진동이 증가하게 된다.
이때, 상기 브리스틀 플레이트(140)의 가이드홀(141)은 유체를 브러시부(130)의 전체로 분산 유동시켜 상기 브리스틀 플레이트(140)와 상기 회전체(10) 사이 간격이 좁아지더라도 회전체(10)의 진동을 방지할 수 있다.
여기서, 상기 브리스틀 플레이트(140) 및 상기 회전체(10) 사이의 좁아진 간격에 대응하여 미세한 가이드홀(141)을 형성해줌으로써 실링 성능을 유지하며 브러시부(130)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
즉, 유체(f)의 압력이 상기 브러시부(130)의 하부측으로 집중되지 않고 가이드홀(141)측으로 유도된 유체(f)에 의해 상기 브러시부(130)의 전체로 분산될 수 있으므로 브러시부(130) 각 부분에 발생되는 탄성변형이 감소되어 제품의 내구성이 향상될 수 있다.
또한, 유체(f)의 분산에 따라 상기 브러시부(130) 각 부분에 가해지는 유체(f)의 압력이 저하되므로 누설되는 유체량이 감소되어 제품의 실링성능이 향상될 수 있다.
그리고, 상기 각 브리스틀(130a) 동일한 소재로 형성되므로 고정된 상측부에서 멀어질수록 유동성이 증가하게 되고, 각 브리스틀(130a)의 자유단부는 상측부에 비해 쉽게 유동된다.
이때, 상기 브리스틀 플레이트(140)의 가이드홀(141)에 의해 상측으로 유도된 유체(f)는 브러시부(130)를 브리스틀 플레이트(140)측으로 밀착시켜 브리스틀(130a) 자유단부측의 유동성을 감소시킬 수 있다.
이에 따라, 상기 회전체(10)의 회전 및 상기 유체(f)의 압력으로 인한 상기 브러시부(130)의 자유단부(133) 및 상기 회전체(10)의 외주 사이의 유격 발생을 방지하여 제품의 실링성능이 향상될 수 있다.
그리고, 상기 각 가이드홀(141)은 상기 유체(f)의 유입방향으로부터 유출방향으로 갈수록 상기 케이싱(20)측으로 상향 경사지게 구비된다.
상세히, 상기 브러시부(130)를 통과한 유체의 일부는 브리스틀 플레이트(140)의 단부로 유동되어 상기 회전체(10)의 외주를 따라 흐르게 된다. 그리고, 나머지 유체는 가이드홀(141)의 내부를 따라 케이싱측으로 유도되어 상기 회전체(10)로부터 멀어지는 흐름을 가지게 된다.
이에 따라, 상기 회전체(10)의 외주를 따라 흐르는 유체(f2)와 상기 케이싱측으로 유도된 유체(f1) 사이에 저속의 유체 영역(g)이 형성된다. 이때, 저속의 유체 영역(g)은 상기 회전체(10)의 외주를 따라 흐르는 유체(f2) 및 상기 케이싱측으로 유도된 유체(f1)의 속도 및 압력을 감소시키게 된다.
그리고, 이와 같은 상기 회전체(10)의 외주를 따라 흐르는 유체(f2)의 속도 및 압력 저하는 유체(f2) 및 그와 상이한 방향으로 회전되는 회전체(10) 사이의 마찰열 발생을 감소시켜 회전체의 불균등 온도분포에 따른 진동을 방지할 수 있다.
더욱이, 회전방향과 상이한 방향으로 유동되는 상기 유체(f2)의 흐름으로 인한 상기 회전체(10)의 회전저항을 감소시킬 수 있으며, 회전체(10)의 회전저항과 진동에 따른 회전손실량을 감소시켜 터빈의 발전효율이 향상될 수 있다.
또한, 상기 브리스틀 플레이트(140)의 단부는 라운드지게 구비됨이 바람직하다. 상세히, 상기 브러시부(130)의 내부로 유동되는 유체는 후방에서 연속적으로 유입되는 유체에 의해 가압되어, 상기 브러시부(130)의 후방측에 위치된 브리스틀(130a)에 높은 압력을 가하게 된다.
그리고, 후방측 브리스틀(130a)은 내부를 통과하는 유체(f)의 흐름 방향에 순응하여 후방으로 휘어지며, 회전체(10)와의 마찰로 인해 회전방향을 따라 좌우로 유동되게 된다.
이때, 상기 가이드홀(141)에 의해 유도된 유체는 브리스틀(130a)을 브리스틀 플레이트(140)로 밀착시키게 된다. 상기 후방측 브리스틀(130a)과 접촉되는 상기 브리스틀 플레이트(140)의 단부가 라운드지게 구비되어, 상기 후방측 브리스틀(130a)의 마모손상을 최소화하여 제품의 내구성이 향상될 수 있다.
더욱이, 상기 브리스틀(130a)의 열화로 인한 실링성능 저하를 방지하고 안정적인 실링성능을 제공하여 제품의 신뢰성이 향상될 수 있다.
또한, 상기 브리스틀 플레이트(140)의 단부와 상기 회전체(10)의 외주 사이의 제1유체유동간격(j)은 상기 쇼크방지부(120)의 단부와 상기 회전체(10)의 외주 사이의 제2유체유동간격(i)보다 좁게 구비됨이 바람직하다.
상세히, 상기 유체(f)는 상기 제2유체유동간격(i), 상기 브러시부(130), 상기 제1유체유동간격(j)을 차례로 거치며 유동될 수 있다. 이때, 좁게 형성된 제1유체유동간격(j)으로 인해 넓은 제2유체유동간격(i)으로 유입된 다량의 유체(f)가 유체 챔버(h) 내부에서 정체되며 상하로 분산될 수 있다.
이에 따라, 상기 가이드홀(141)을 통한 유체(f)의 상측 방향 유도가 원활하게 이루어짐에 따라 유체의 분산 유동이 촉진되어 제품의 실링성능 및 내구성이 개선될 수 있다. 더욱이, 상기 쇼크방지부(120)의 교축돌기(122) 및 교축홈부(121)를 통한 압력 강하 효율이 더욱 향상될 수 있다.
또한, 상기 브리스틀 플레이트(140)의 상단부에는 후방으로 돌출된 돌출결합부(143)가 구비되되, 상기 돌출결합부(143)는 상기 실링부(110)의 내측에 끼움 결합됨이 바람직하다. 이에 따라, 상기 브리스틀 플레이트(140)는 상기 실링부(110)에 더욱 견고하게 결합될 수 있다.
한편, 도 6 내지 도 8을 참조하면, 상기 쇼크방지부(120)는 상기 브러시부(130)와 대향되는 후방면을 따라 상향하는 상기 유체(f)가 교축되도록 후방측으로 돌설된 복수개의 교축돌기(122)와, 상기 각 교축돌기(122) 사이를 연결하는 교축홈부(121)를 포함함이 바람직하다.
상세히, 상기 쇼크방지부(120)에는 서로 다른 두께로 형성된 타단(123)측과 일단(124)측을 연결하는 곡면부(125)의 하측을 따라 교축돌기(122)와 교축홈부(121)가 다단으로 구비될 수 있다.
즉, 상기 교축돌기(122)는 상기 쇼크방지부(120)의 후방면에 원주방향을 따라 형성되되, 상기 쇼크방지부(120)의 상하방향을 따라 다단으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 교축돌기(122)의 후단면은 평탄하게 구비됨이 바람직하다.
그리고, 상기 교축홈부(121)는 상하로 배치된 교축돌기(122) 사이를 연결하도록 구비되어 상기 쇼크방지부(120)의 전방측으로 함몰되어 형성될 수 있다. 이때, 상기 교축홈부(121)는 다단으로 배치된 교축돌기(122) 사이를 연결하도록 다단으로 구비됨이 바람직하다.
상세히, 상기 쇼크방지부(120)의 단부 및 상기 회전체(10)의 외주 사이로 유입된 유체(f)는 유체 챔버(h)에서 확장됨과 함께 상기 가이드홀(141)에 의해 상기 쇼크방지부(120)의 후방면을 따라 상측으로 유도될 수 있다.
이때, 상승되는 유체(f)가 상기 교축돌기(122)의 단부와 상기 브러시부(130) 사이의 간극을 통과하면, 교축돌기(122) 전방의 좁아지는 부분에서 유체가 가속되고, 교축돌기(122) 후방의 넓어지는 교축홈부(121)에서 유체가 감속되게 된다.
즉, 가속된 유체는 교축홈부(121)에서 팽창되는 과정에서 와류를 발생시켜 상향하는 유체의 압력을 감소시키게 된다. 그리고, 상술된 유체의 가속 및 감속을 교축이라고 하며, 상향하는 유체는 다단 배치된 교축돌기(122) 및 교축홈부(121)를 통해 반복적인 교축작용을 거치게 되어 낮은 압력을 가지게 된다.
이와 같은, 유체(f)의 압력강하를 통해 브러시부(130)를 통과하는 유체 누설량이 감소될 수 있으며, 제품의 실링성능이 향상될 수 있다.
이때, 상기 교축홈부(121)가 함몰된 내측면의 형상은 라운드지게 구비됨이 바람직하다. 이에 따라, 상기 교축홈부(121)의 내측에 유체가 팽창될 수 있는 넓은 공간이 형성될 수 있으며, 상기 교축돌기(122)의 단부 및 상기 브러시부(130) 전방면에서 수축된 유체의 팽창정도가 증가되어 보다 많은 압력이 저하될 수 있다.
그리고, 상기 브리스틀 플레이트(140)의 최상부측에 형성된 상기 가이드홀(141)의 유체유입구(141a)는 상기 쇼크방지부(120)의 최상부측에 형성된 상기 교축돌기(122)의 배치높이 이상의 높이에 배치됨이 바람직하다. 이때, 상기 가이드홀(141)의 유체유출구(141b)는 유체유출구(141a)보다 상측에 배치될 수 있다.
상세히, 상기 유체(f)는 상기 브리스틀 플레이트(140)의 상하방향을 따라 다단 배치된 각 가이드홀(141)로 분산 유동될 수 있다. 즉, 유체(f)가 여러 갈래로 갈라지며, 일부가 상기 브러시부(130)의 하부를 통과하고, 나머지는 상기 쇼크방지부(120)의 후방면을 따라 상향하게 된다.
그리고, 나머지 중 일부는 상기 브러시부(130)의 중앙부를 통과하고, 나머지는 상기 쇼크방지부(120)의 후방면을 따라 상향하게 된다.
즉, 상기 가이드홀(141)에 의해 유도되어 상기 쇼크방지부(120)의 후방면을 따라 상향하는 유체(f)가 다단 배치된 상기 교축돌기(122)의 최상측까지 유동되며 복수회 교축될 수 있다. 이에 따라, 유체의 압력 강화가 원활하게 이루어져 제품의 실링 성능이 향상될 수 있다.
물론, 본 실시예에서는 상기 각 가이드홀(141)의 직경이 균일하게 구비된 것을 예로써 설명하지만, 상기 가이드홀(141)은 상기 브리스틀 플레이트(140)의 상측으로 갈수록 직경이 증가되도록 구비될 수 있다.
이에 따라, 상기 쇼크방지부(120)의 후방면을 따라 상향하는 유체(f)량이 증가될 수 있으며, 상기 브러시부(130)의 자유단부측을 통과하는 유체량을 감소시켜 제품의 실링성능이 한층 개선될 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 브러시 실링장치를 나타낸 사시도이며, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 브러시 실링장치를 나타낸 후면도이다.
본 실시예에서는 가이드홀(241)의 관통 방향을 제외한 기본 구성은 전술된 일실시예와 동일하므로 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다.
도 9 내지 도 10에서 보는 바와 같이, 상기 가이드홀(241)은 상기 유체의 유입방향으로부터 유출방향으로 갈수록 상기 회전체(10)의 회전방향과 반대되는 방향으로 경사지게 구비됨이 바람직하다.
즉, 상기 가이드홀(241)의 유체유출구(241b)는 유체유입구(241a)보다 상측에 위치되되, 유체유입구(241a)에서 회전체의 회전반대방향측으로 이격되어 배치된다.
상기 브러시부(30)를 통과한 유체는 균일한 흐름에 의해 진동하여 상기 회전체(10)의 회전방향을 따라도는 스월현상이 발생하게 된다. 이때, 진동하는 유체량이 증가되는 경우에 유체 간의 진동이 중첩되어 공진현상이 발생될 수 있다.
여기서, 상기 회전체(10)의 외주를 따라 상기 브리스틀 플레이트(240)의 단부로 유동되는 유체(f3)는 상기 회전체(10)의 회전방향으로 유도되어 흘러가게 된다.
이때, 상기 가이드홀(241)은 내부로 유동되는 유체(f4)를 상기 브리스틀 플레이트(240)의 단부로 유동되는 유체(f3)와 상이한 방향으로 유도함으로써, 상호 반대 방향으로 유동되는 유체 흐름을 상쇄할 수 있다.
이에 따라, 상기 유체의 흐름이 축방향으로 정류되어 공진현상을 예방할 수 있으며, 공진현상으로 인한 상기 회전체(10) 및 터빈의 기계적인 부하를 방지함으로써 제품의 내구성이 개선될 수 있다. 또한, 공진으로 인한 진동시 발생되는 회전력의 손실을 감소시킴으로써 터빈의 발전효율이 향상될 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 브러시 실링장치를 나타낸 측단면도이다. 본 실시예에서는 쇼크방지부(320)의 후면 형상을 제외한 기본 구성은 전술된 일실시예와 동일하므로 동일한 부분에 대한 설명은 생략한다.
도 11에서 보는 바와 같이, 상기 각 교축돌기(322)의 후단부와 상기 브러시부(330)의 전방면 간의 간격은 상기 쇼크방지부(320)의 하부측으로 갈수록 넓어짐이 바람직하다.
상세히, 상기 쇼크방지부(320)의 하단으로 유입된 유체(f)는 상기 가이드홀(341)에 의해 유도되어 상기 쇼크방지부(320)의 후방면을 따라 상향하게 된다. 이때, 상기 유체(f)는 다단으로 배치된 교축돌기(322) 및 교축홈부(321)를 통과함에 따라 상부측으로 갈수록 속도 및 압력이 감소된다.
느려진 유체(f)가 상부측에 집중되면 브러시부(340)의 상측부분에 높은 압력이 형성될 수 있다. 즉, 상부측으로 유동된 유체는 충분한 압력 저하가 이루어져 있으므로, 상부측 교축돌기(322)와 브러시부(340) 사이의 간격을 좁게 형성하여 느려진 유체(f)를 빠르게 이동시켜 유체의 정체를 방지할 수 있다.
즉, 브러시부(340)의 상부 및 하부를 통과하는 유체의 속도 및 압력을 균일하게 유지함으로써 브러시부(340) 내부 유체의 속도 및 압력 차로 인한 진동을 방지할 수 있다.
이에 따라, 상기 브러시부(340)가 상기 회전체(10)의 외주를 더욱 안정적으로 지지할 수 있으며, 상기 회전체(10)의 회전 진동에 따른 소음을 저감하고, 진동으로 인한 회전력 소실 및 내부 부품의 마모를 방지할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구한 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.
1: 로터부 2,20: 케이싱
3: 다이아프램 5: 래비린스형 실링장치
6: 투쓰 7,130: 브러시부
8,9,140: 브리스틀 플레이트 10: 회전체
100: 브러시 실링장치 21: 결합홈
27: 파티션 27a: 블레이드
110,210,310: 실링부 111: 장착부
120: 쇼크방지부 121: 교축홈부
122: 교축돌기 130a: 브리스틀
141: 가이드홀 f: 유체

Claims (5)

  1. 터빈의 케이싱과 상기 케이싱의 내측에서 회전되는 회전체 사이로 누출되는 유체의 흐름을 밀봉하도록 상기 케이싱에 구비되는 실링부;
    상기 실링부에 구비되되, 상기 회전체의 외주를 감싸도록 배치된 복수개의 브리스틀을 포함하는 브러시부;
    상기 회전체의 외주를 따라 유동되는 상기 유체의 흐름을 차단하도록 상기 브러시부의 전방측에 기설정된 간격으로 이격 배치되는 쇼크방지부; 및
    상기 브러시부의 후방측을 지지하도록 구비되되, 상기 유체의 유입방향으로부터 유출방향으로 갈수록 상기 케이싱측으로 상향 경사지게 구비된 복수개의 가이드홀이 관통 형성되는 브리스틀 플레이트를 포함하되,
    상기 쇼크방지부는 상기 브러시부와 대향되는 후방면을 따라 상향하는 상기 유체가 교축되도록 후방측으로 돌설된 복수개의 교축돌기와, 상기 쇼크방지부의 상하방향으로 다단 배치된 상기 각 교축돌기 사이를 연결하는 교축홈부를 포함하며,
    상기 각 가이드홀은 상기 브리스틀 플레이트의 상하방향 및 원주방향을 따라 배치되되, 상기 브리스틀 플레이트의 최상부측에 형성된 상기 가이드홀의 유체유입구는 상기 쇼크방지부의 최상부측에 형성된 상기 교축돌기의 배치높이 이상의 높이에 배치됨을 특징으로 하는 브러시 실링장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 브리스틀은 상기 케이싱과 상기 회전체 사이의 간격에 대응하여 상기 회전체의 외주에 접촉되는 길이로 구비되되,
    상기 쇼크방지부 및 상기 브리스틀 플레이트는 각각의 단부가 상기 회전체의 외주로부터 이격되는 길이로 구비됨을 특징으로 하는 브러시 실링장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 브리스틀 플레이트의 단부는 라운드지게 구비되며,
    상기 브리스틀 플레이트의 단부와 상기 회전체의 외주 사이의 제1유체유동간격은 상기 쇼크방지부의 단부와 상기 회전체의 외주 사이의 제2유체유동간격보다 좁게 구비됨을 특징으로 하는 브러시 실링장치.
  5. 삭제
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105443164A (zh) * 2015-12-31 2016-03-30 沈阳航空航天大学 一种后挡板具有台阶式环形凸台的刷式密封结构
KR20160142932A (ko) 2015-06-03 2016-12-14 한국기계연구원 마모성이 개선된 시일부재
KR101695125B1 (ko) * 2016-01-11 2017-01-10 두산중공업 주식회사 터빈의 다단 실링 구조
KR101930632B1 (ko) * 2017-05-17 2018-12-18 두산중공업 주식회사 브러시 실 어셈블리
KR102088969B1 (ko) 2018-10-23 2020-03-16 진영티비엑스(주) 라비린스 씰 어셈블리
KR102502078B1 (ko) 2022-10-07 2023-02-21 터보파워텍(주) 3d프린팅을 이용한 터빈의 래비린스 실링장치 제조방법
KR102517073B1 (ko) 2022-10-18 2023-04-03 터보파워텍(주) 진동과 3d프린팅을 이용한 래비린스 실링장치 제조방법
KR102517064B1 (ko) 2022-10-28 2023-04-03 터보파워텍(주) 3d프린팅에 의한 마르텐사이트 스테인리스 스틸을 적층하는 터빈의 래비린스 실링장치 제조방법
KR102566198B1 (ko) * 2022-11-25 2023-08-11 터보파워텍(주) 터빈용 브러시 실링장치
KR102579733B1 (ko) 2023-03-03 2023-09-18 터보파워텍(주) 3d프린팅을 이용한 중공형 터빈 래비린스 씰 적층제조 방법
KR102582763B1 (ko) 2023-06-07 2023-09-26 터보파워텍(주) 와이어 아크 용융 적층을 이용한 터빈 래비린스 씰 제조방법
KR102616294B1 (ko) 2023-07-24 2023-12-21 터보파워텍(주) 3d프린팅 기술에 의한 래비린스 씰 투스 재생 수리방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990078230A (ko) * 1998-03-25 1999-10-25 제이 엘. 차스킨 양압 작동 브러시 밀봉장치
JP2002071027A (ja) * 2000-08-14 2002-03-08 United Technol Corp <Utc> ブラシシール
JP2011137543A (ja) * 2009-12-31 2011-07-14 General Electric Co <Ge> ブラシシール
KR101140295B1 (ko) * 2011-11-25 2012-05-02 터보파워텍(주) 터빈용 하이브리드 실링장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990078230A (ko) * 1998-03-25 1999-10-25 제이 엘. 차스킨 양압 작동 브러시 밀봉장치
JP2002071027A (ja) * 2000-08-14 2002-03-08 United Technol Corp <Utc> ブラシシール
JP2011137543A (ja) * 2009-12-31 2011-07-14 General Electric Co <Ge> ブラシシール
KR101140295B1 (ko) * 2011-11-25 2012-05-02 터보파워텍(주) 터빈용 하이브리드 실링장치

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160142932A (ko) 2015-06-03 2016-12-14 한국기계연구원 마모성이 개선된 시일부재
CN105443164A (zh) * 2015-12-31 2016-03-30 沈阳航空航天大学 一种后挡板具有台阶式环形凸台的刷式密封结构
KR101695125B1 (ko) * 2016-01-11 2017-01-10 두산중공업 주식회사 터빈의 다단 실링 구조
KR101930632B1 (ko) * 2017-05-17 2018-12-18 두산중공업 주식회사 브러시 실 어셈블리
KR102088969B1 (ko) 2018-10-23 2020-03-16 진영티비엑스(주) 라비린스 씰 어셈블리
KR102502078B1 (ko) 2022-10-07 2023-02-21 터보파워텍(주) 3d프린팅을 이용한 터빈의 래비린스 실링장치 제조방법
KR102517073B1 (ko) 2022-10-18 2023-04-03 터보파워텍(주) 진동과 3d프린팅을 이용한 래비린스 실링장치 제조방법
KR102517064B1 (ko) 2022-10-28 2023-04-03 터보파워텍(주) 3d프린팅에 의한 마르텐사이트 스테인리스 스틸을 적층하는 터빈의 래비린스 실링장치 제조방법
KR102566198B1 (ko) * 2022-11-25 2023-08-11 터보파워텍(주) 터빈용 브러시 실링장치
KR102579733B1 (ko) 2023-03-03 2023-09-18 터보파워텍(주) 3d프린팅을 이용한 중공형 터빈 래비린스 씰 적층제조 방법
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