KR101572907B1 - 터빈용 플랙시블 패킹링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터빈용 플랙시블 패킹링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발전설비의 터빈축 등과 같은 회동축(로터축)에 설치되어, 베어링측의 오일이 누유되거나 외부의 이물질이 유입되는 것을 차단하도록 한 것이다.
특히, 본 발명은 터빈용 실링(패킹링)을 구성함에 있어, 터빈축의 동작특성을 최상의 상태로 유지할 수 있도록 설계된 기본설계형상을 유지한 상태에서, 최적의 밀폐성능을 발휘할 수 있으며, 이동실링을 고정실링의 중앙부에 위치하도록 함으로써, 로터축의 동작특성을 보장함은 물론, 이동실링과 연관된 구성들이 외부로 노출되거나 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 터빈용 플랙시블 패킹링 분야, 특히 대용량 발전설비용 고압터빈에 사용되는 플랙시블 패킹링 분야는 물론, 밀폐구조가 적용되는 각종 설비들의 로터축에 설치되는 패킹링 분야 등의 유사 내지 연관된 분야에서 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

Description

터빈용 플랙시블 패킹링{Flexible packing ring for turbine}

본 발명은 터빈용 플랙시블 패킹링에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 증기터빈이나 가스터빈 등을 포함하는 발전설비의 터빈축 등과 같은 회동축(로터축)에 설치되어, 고온고압의 스팀이나 공기 또는 가스 등이 누출되거나 외부의 이물질이 유입되는 것을 차단하도록 한 것이다.

특히, 본 발명은 두 개의 반원형 실링하우징을 결합하여 하나의 원형 플랙시블 패킹링을 구성함으로써, 하나의 원형 플랙시블 패킹링을 이루는 두 개의 실링하우징 간의 결합면적을 최소화하여 밀폐성을 크게 향상시킨 터빈용 플랙시블 패킹링에 관한 것이다.

일반적으로, 터빈은 높은 압력의 유체가 가지는 에너지를 기계적인 힘으로 변환하는 장치를 말하는 것으로, 주로 유체의 에너지를 회전운동으로 변환하며, 에너지를 제공하는 유체의 종류에 따라 가스터빈, 공기터빈, 증기터빈 등으로 분류될 수 있다.

이러한 터빈은 회전자와 고정자 사이를 통해 누출되는 유체로 인해, 효율이 저하되고 연료비용을 증가시키는 원인이 되기 때문에, 이를 밀폐시키는 기술이 매우 중요하다.

하기의 선행기술문헌인 미국 등록특허공보 제5599026호 'TURBINE SEAL WITH SEALING STRIP AND RUBBING STRIP'(이하 '선행기술1'이라 한다), 미국 등록특허공보 제6257586호 'COMBINED BRUSH SEAL AND LABYRINTH SEAL SEGMENT FOR ROTARY MACHINES'(이하 '선행기술2'라 한다) 및 'PCT/JP99/03760'(이하 '선행기술3'이라 한다)은 모두, 터빈축에 설치되는 실링에 관한 것이나, 축의 회전에 의해 실링이 마모되어 간극이 발생되어 밀폐력이 저하되는 문제점이 있다.

이에, 본 발명의 발명자는 하기의 선행기술문헌인 대한민국 등록특허공보 제10-1016210호 '스팀 터빈 및 스팀 터빈용 펌프 실'(이하 '선행기술'이라 한다)을 출원한 바 있다.

선행기술을 간단히 살펴보면, 발전 터빈의 펌프씰 몸체에 판스프링으로 탄성지지되는 패킹 플레이트를 구성함으로써, 펌프씰이 마모되더라도 간극이 발생하지 않도록 하여, 스팀터빈 기동시 펌프실과 로터 사이로 스팀이 누출되는 것을 차단할 수 있도록 한 기술에 관한 것이다.

그러나, 선행기술은 다음과 같은 문제점이 발생될 수 있다.

첫째, 펌프씰의 형상은 기본적으로 터빈의 로터에 대한 최적의 동작성능을 얻기 위하여 설계되는 바, 패킹 플레이트가 추가됨에 따라, 펌프씰의 형상이 기본설계형상에서 변경되므로, 최초설계시 예측된 로터의 동작성능을 얻지 못하는 경우가 발생할 수 있다.

예를 들어, 패킹 플레이트와 로터와의 마찰면적으로 인해, 과도한 마찰력 및 마찰열이 발생하고, 이러한 마찰력은 로터의 회전성능을 저하시키며, 마찰열은 펌프실 전체로 전달되어 열적변형을 쉽게 유발할 수 있는 문제점이 있다.

이로 인해, 발전 터빈의 성능 및 에너지 효율이 저하될 수 있다는 문제점이 있다.

둘째, 패킹 플레이트이 원주방향 회전을 방지하기 위한 핀이 펌프씰의 일측면에서 삽입되도록 구성되는바, 펌프씰의 측면으로 핀을 삽입하기 위한 홀을 형성해야 하므로, 회전방향과 수직방향으로 가공되는 홀에 의한 펌프씰의 구조적 안정성 저하와 더불어, 핀의 일측이 펌프실의 외부에 노출됨에 따라 로터의 회동시 진동 등에 의해 핀이 이탈되거나 인접한 구성에 영향을 미치게 되는 등의 문제가 발생할 수 있다.

셋째, 핀이 펌프씰의 일측면에서 삽입된다는 점과 핀의 삽입을 위한 홀을 별도로 가공해야 한다는 점으로 인해, 패킹 플레이트의 위치가 일측으로 편향될 수 밖에 없으며, 이로 인해 펌프씰의 전면과 후면에서의 로터에 대한 동작특성이 달라지게 된다는 문제점이 있다.

미국 등록특허공보 제5599026호 'TURBINE SEAL WITH SEALING STRIP AND RUBBING STRIP' 미국 등록특허공보 제6257586호 'COMBINED BRUSH SEAL AND LABYRINTH SEAL SEGMENT FOR ROTARY MACHINES' 'PCT/JP99/03760' 대한민국 등록특허공보 제10-1016210호 '스팀 터빈 및 스팀 터빈용 펌프 실'

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 터빈용 실링(패킹링)을 구성함에 있어, 터빈축의 동작특성을 최상의 상태로 유지할 수 있도록 설계된 기본설계형상을 유지한 상태에서, 최적의 밀폐성능을 발휘할 수 있는 터빈용 플랙시블 패킹링을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 밀폐력을 향상시키기 위한 이동실링을 고정실링의 중앙부에 위치하도록 함으로써, 로터축의 동작특성을 보장함은 물론, 이동실링과 연관된 구성들이 외부로 노출되거나 이탈되는 것을 방지할 수 있는 터빈용 플랙시블 패킹링을 제공하는데 목적이 있다.

이에 더하여, 본 발명은 패킹링를 구성하는 두 개의 실링하우징 간의 결합면 면적을 최소화함으로써, 밀폐성을 크게 향상시킴과 동시에 장기간 사용시에도 충분한 밀폐성을 지속적으로 보장할 수 있는 터빈용 플랙시블 패킹링을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 터빈용 플랙시블 패킹링은, 원형 중 적어도 일부에 대응하는 호형상으로 형성된 제1 실링하우징; 및 원형 중 적어도 다른 일부에 대응하는 호형상으로 형성된 제2 실링하우징;이 결합되어 하나의 원형을 이루며, 상기 제1 실링하우징 및 제2 실링하우징에는, 내측으로 제1 고정실링 및 제2 고정실링이 각각 결합되고, 상기 제1 고정실링 및 제2 고정실링의 내측으로 적어도 하나의 이동실링이 결합된다.

또한, 상기 제1 실링하우징과 제1 고정실링, 제2 실링하우징과 제2 고정실링, 제1 고정실링과 이동실링 및 제2 고정실링과 이동실링 중 적어도 하나는, 호방향으로 슬라이드이동되어 끼워져 결합될 수 있다.

또한, 상기 이동실링은, 상기 제1 고정실링 및 제2 고정실링 중 적어도 하나의 일측방향에서 끼워져 결합되고, 상기 제1 고정실링 및 제2 고정실링 중 적어도 하나의 다른 일측방향 종단부에는, 상기 이동실링의 호방향 이동을 제한하는 스토퍼가 구성될 수 있다.

또한, 상기 제1 고정실링 및 제2 고정실링 중 적어도 하나는, 상기 이동실링이 내외측방향으로 슬라이드이동이 가능하도록 결합되는 삽입홀이 형성되며, 상기 삽입홀에는, 상기 이동실링을 내측으로 가압하는 탄성구가 구성될 수 있다.

또한, 상기 이동실링의 외측면에는, 적어도 하나의 끼움홈이 형성되고, 상기 탄성구는, 상기 끼움홈에 끼워지는 끼움부가 절곡된 판스프링으로 구성될 수 있다.

또한, 상기 이동실링은, 상기 제1 고정실링 및 제2 고정실링 중 적어도 하나에 형성된 삽입홀에 호방향으로 슬라이드이동되어 끼워지는 이동몸체; 및 상기 이동몸체의 내측면에서 연장형성된 이동삼각날;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 고정실링 및 제2 고정실링 중 적어도 하나는, 상기 삽입홀의 내측 종단부에 적어도 하나의 이탈방지턱이 형성되고, 상기 이동실링은, 상기 이탈방지턱에 걸려지는 걸림돌기가 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1 고정실링 및 제2 고정실링 중 적어도 하나의 내측면에는, 로터축의 결합면 형상에 대응하여 적어도 하나의 고정삼각날이 형성되고, 상기 이동삼각날의 높이는, 로터축에 설치된 상태에서 상기 삽입홀 내부에 구성된 탄성구에 의해 상기 이동몸체가 삽입될 수 있는 폭만큼 상기 고정삼각날보다 높도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1 고정실링 및 제2 고정실링 중 적어도 하나의 내측면에는, 로터축의 결합면 형상에 대응하여 서로 다른 높이의 제1 고정삼각날 및 제2 고정삼각날이 형성되고, 상기 이동삼각날의 높이는, 상기 제1 고정삼각날 및 제2 고정삼각날 중 어느 하나와 비교하여, 로터축에 설치된 상태에서 상기 삽입홀 내부에 구성된 탄성구에 의해 상기 이동몸체가 삽입될 수 있는 폭만큼 높도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 이동실링은 적어도 두 개로 구성되고, 양측단이 두 개의 이동실링에 각각 삽입되는 가이드핀을 더 포함하며, 상기 이동실링이 내측 또는 외측방향으로 이동하는 과정에서, 이웃하는 두 개의 이동실링의 이동이 상기 가이드핀에 의해 상호작용으로 가이드될 수 있다.

상기와 같은 해결수단에 의해, 본 발명은 터빈용 실링(패킹링)을 구성함에 있어, 터빈축의 동작특성을 최상의 상태로 유지할 수 있도록 설계된 기본설계형상을 유지한 상태에서, 최적의 밀폐성능을 발휘할 수 있는 장점이 있다.

특히, 본 발명은 밀폐력을 향상시키기 위한 이동실링을 고정실링의 중앙부에 위치하도록 함으로써, 로터축의 동작특성을 보장함은 물론, 이동실링과 연관된 구성들이 외부로 노출되거나 이탈되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 두 개의 반원형 실링하우징을 결합하여 하나의 원형 플랙시블 패킹링을 구성함으로써, 구조적인 측면에서도 설치가 용이할 뿐만 아니라, 장기간 사용시에도 결합부분의 구조적 안정성이 지속적으로 유지될 수 있는 장점이 있다.

이에, 본 발명은 플랙시블 패킹링을 구성하는 두 개의 실링하우징 간의 결합면 면적을 최소화함으로써, 밀폐성을 크게 향상시킴과 동시에 장기간 사용시에도 충분한 밀폐성을 지속적으로 보장할 수 있는 장점이 있다.

따라서, 터빈용 플랙시블 패킹링 분야, 특히 대용량 발전설비용 고압터빈에 사용되는 플랙시블 패킹링 분야는 물론, 밀폐구조가 적용되는 각종 설비들의 로터축에 설치되는 패킹링 분야 등의 유사 내지 연관된 분야에서 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 터빈용 플랙시블 패킹링의 사용상태를 나타낸 부분절개 사시도이다.
도 2는 도 1의 절개면 부분확대도이다.
도 3은 도 1에 나타난 고정실링과 이동실링의 결합관계를 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3에 나타나 탄성구의 기능을 설명하는 도면이다.
도 5는 도 1에 나타난 이동실링의 배치관계를 나타낸 구성도이다.
도 6은 도 5에 나타난 가이드핀의 기능을 설명하는 부분확대도이다.
도 7은 도 5의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 8은 도 5에 나타난 이동실링과 고정실링의 배치관계를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 1에 나타난 이동실링의 실시예들에 대한 단면형상을 나타낸 도면이다.
도 10은 도 9의 (c)에 대응하는 고정실링의 일 실시예를 나타내는 부분확대도이다.

본 발명에 따른 터빈용 플랙시블 패킹링에 대한 예는 다양하게 적용할 수 있으며, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시 예에 대해 설명하기로 한다.

또한, 하기에서 각 도면을 설명함에 있어, 터빈용 플랙시블 패킹링(A)을 기준으로 로터축(RS)이 결합되는 부분을 내측이라하고 그 반대방향을 외측이라 하며, 베어링 등이 구성되는 장치내부를 내부측, 장치외부를 외부측이라고 하여 설명하기로 한다.

결과적으로, 본 발명의 터빈용 플랙시블 패킹링(A)은 내측에 로터축(RS)이 결합되며, 내부측의 스팀이나 공기, 가스 등이 장치외부로 누출되는 것을 방지하고, 외부측의 이물질이 장치내부로 유입되는 것을 차단하는 기능을 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 터빈용 플랙시블 패킹링의 사용상태를 나타낸 부분절개 사시도이다.

도 1을 참조하면, 터빈용 플랙시블 패킹링(A)은 원형 중 적어도 일부에 대응하는 호형상으로 형성된 제1 실링하우징(100) 및 원형 중 적어도 다른 일부에 대응하는 호형상으로 형성된 제2 실링하우징(200)을 포함한다.

결과적으로, 제1 실링하우징(100)과 제2 실링하우징(200)을 결합하면, 원형의 터빈용 플랙시블 패킹링(A)이 될 수 있다.

이때, 제1 실링하우징(100)과 제2 실링하우징(200)의 형상이 반드시 동일해야만 하는 것은 아니다.

일반적으로 원 위에 두 점이 있을 때, 이 두 점은 원둘레을 두 개의 원호로 나누게 되며, 두 점을 잇는 선분이 원의 중심을 지나는 지름인 경우 두 원호의 길이는 같다.

만약, 두 점을 잇는 선분이 원의 지름이 아니면 두 원호의 길이는 서로 다르며, 짧은 호를 열호(劣弧)라 하고 긴 호를 우호(優弧)라 한다.

따라서, 제1 실링하우징(100)이 열호인 경우 제2 실링하우징(200)이 우호가 될 수 있으며, 각 호의 길이 또한 다양한 변경이 가능함은 물론이다.

다만, 본 발명의 효과 중 하나인, 터빈용 플랙시블 패킹링(A)을 로터축(RS, Rotor Spindle)으로부터 쉽게 분리하고 보수하거나 교체할 수 있도록 하기 위하여, 도 1에 나타난 바와 같이, 제1 실링하우징(100) 및 제2 실링하우징(200)을 동일한 형상의 반원형으로 형성함이 바람직하다.

또한, 도 1에 나타난 바와 같이, 제1 실링하우징(100)의 내측(도 1에서 로터축 방향)으로 제1 고정실링(110)이 결합되고, 제2 실링하우징(100)의 내측으로 제2 고정실링(210)이 결합된다. 이때, 제1 고정실링(110)은 제1 실링하우징(100)과 결합되는 공간에 구성된 별도의 탄성부재(도 1에서 사각형)에 의해 내측으로 가압지지될 수 있다.

그리고, 제1 고정실링(110) 및 제2 고정실링(210)의 내측에는 적어도 하나의 이동실링(300)이 결합된다.

이러한, 제1 고정실링(110) 및 제2 고정실링(210)와 이동실링(300) 간의 결합구조 및 배치관계는 하기에서 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1에서, 제1 실링하우징(100)과 제2 실링하우징(200)은 로터축(RS)의 축방향에 수직방향으로 결합됨을 알 수 있다.

이에, 제1 실링하우징(100)과 제1 고정실링(110) 및 제1 고정실링(110)과 이동실링(300)은 각각 호방향으로 슬라이드이동되어 끼워져 결합될 수 있다.

이와 같은 결합구조는, 제2 실링하우징(100)과 제2 고정실링(210) 및 제2 고정실링(210)과 이동실링(300) 간의 결합관계와 동일할 수 있다.

이하에서는 제1 실링하우징(100), 제1 고정실링(110) 및 이동실링(300)을 중심으로 설명하며, 별도의 기재가 없는 경우 제2 실링하우징(200), 제2 고정실링(210) 및 이동실링(300)의 구조 및 결합관계는 제1 실링하우징(100), 제1 고정실링(110) 및 이동실링(300)의 구조 및 결합관계와 동일 내지 유사함은 물론이다.

도 2는 도 1의 절개면 부분확대도이고, 도 3은 도 1에 나타난 고정실링과 이동실링의 결합관계를 나타낸 사시도이다.

도 2를 참조하면, 제1 고정실링(110)은 제1 실링하우징(100)의 내측(도 2에서 하부방향)에 끼워지도록 결합될 수 있다.

그리고, 이동실링(300)은 제1 고정실링(110)의 내측면에 형성된 삽입홀(113)에 끼워지도록 결합될 수 있다.

구체적으로, 이동실링(300)은 도 3에 나타난 바와 같이 제1 고정실링(110)에 형성된 삽입홀(113)에 호방향으로 슬라이드이동되어 끼워지는 이동몸체(310)와, 이동몸체(310)의 내측면에서 연장형성된 이동삼각날(320)을 포함할 수 있다.

이러한 이동삼각날(320)은 터빈용 플랙시블 패킹링(A)의 최초설계시 최적의 형상으로 형성된 삼각날의 형상에 대응함은 물론이다.

도 2에서, 이동몸체(310)는 삽입홀(113)에 끼워진 상태에서, 내외측방향으로 이동하도록 결합되는바, 이동몸체(310)가 제1 고정실링(110)의 내측으로 이탈되는 것을 방지하기 위하여, 삽입홀(113)의 내측 종단부에 적어도 하나의 이탈방지턱(114)이 형성될 수 있다.

그리고, 이동실링(300)은 이탈방지턱(114)에 걸려지는 걸림돌기(330)가 형성될 수 있다.

한편, 제1 고정실링(110)의 내측면에는, 내부와 외부간의 공간적 차단을 위하여 다수 개의 고정삼각날이 형성될 수 있다.

특히, 고정삼각날은 도 2에 나타난 바와 같이 로터축(RS)의 형상에 대응하여, 상대적으로 높이가 높은 제1 고정삼각날(111)과 상대적으로 높이가 낮은 제2 고정삼각날(112)이 각각 형성될 수 있다.

이후, 로터축(RS)의 동작에 의해 제1 고정삼각날(111)에 마모가 발생하게 되면, 제1 고정삼각날(111)과 로터축(RS) 간에 간극이 발생하게 된다.

이에, 본 발명은 도 2에 나타난 바와 같이 이동실링(300)의 이동삼각날(320)이 탄성구(400)에 의해 내측으로 가압되는바, 터빈용 플랙시블 패킹링(A)이 로터축(RS)에 결합되면 삽입홀(113)로 일정부분이 삽입되면서 로터축(RS)의 외부면을 밀착될 수 있다.

이후, 로터축(RS)의 동작에 의해 이동삼각날(320)이 마모된다 하더라도, 탄성구(400)에 의해 내측으로 가압되므로, 이동삼각날(320)과 로터축(RS)간에 간극이 발생하지 않으며, 이를 통해 내부와 외부 간의 밀폐성을 보다 향상시킬 수 있다.

보다 구체적으로, 제1 고정실링(110)에는 이동실링(300)이 내외측방향(도 2에서 상하방향)으로 슬라이드이동이 가능하도록 결합되는 삽입홀(114)이 형성될 수 있으며, 삽입홀(114)에는 이동실링(300)을 내측으로 가압(도 2에서 박스형 화살표)하는 탄성구(400)가 구성될 수 있다.

또한, 도 3에 나타난 바와 같이 이동실링(300)의 외측면에는 적어도 하나의 끼움홈(301)이 형성될 수 있고, 탄성구(400)는 끼움홈(301)에 끼워지는 끼움부(410)가 절곡된 판스프링으로 구성될 수 있다.

따라서, 탄성구(400)의 끼움부(410)가 끼움홈(301)에 끼워진 상태에서, 이동실링(300)이 제1 고정실링(110)의 삽입홀(113)에 끼워져 결합될 수 있다.

이때, 이동실링(300)의 이동삼각날(320)의 높이는, 제1 고정삼각날(111) 및 제2 고정삼각날(112) 중 어느 하나와 비교하여, 로터축(RS)에 설치된 상태에서 삽입홀(114) 내부에 구성된 탄성구(400)에 의해 이동몸체(300)가 삽입될 수 있는 폭만큼 높도록 형성됨이 바람직하다.

도 3에서, 이동실링(300)은 제1 고정실링(110)의 일측방향(도 3에서 좌측방향)에서 끼워져 호방향으로 이동되면서 결합될 수 있다.

이때, 이동실링(300)이 과도하게 이동되어 제1 고정실링(110)의 다른 일측방향으로 이탈되는 것을 방지하기 위하여, 제1 고정실링(110)의 다른 일측방향(도 3에서 우측하부 방향)에 스토퍼(500)가 구성될 수 있다.

또한, 스토퍼(500)는 터빈용 플랙시블 패킹링(A)이 로터축(RS)에 결합된 상태에서 로터축(RS)의 회동시, 이동실링(300)이 회전방향을 따라 이동되는 것을 방지하는 역할도 수행할 수 있다.

더불어, 스토퍼(500)는 제1 고정실링(110)의 내부에 구성되며, 제1 고정실링(110) 및 제2 고정실링(120)의 결합시 내부에 삽입되므로, 터빈 동작시 로터축(RS)의 진동 등에 의해 분리되어 외부로 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 보다 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 스토퍼(500)는 일정 두께의 판 형태로 이루어지며, 상기 판의 일부는 제1 고정실링(110)의 단부에 결합되며, 나머지 일부가 제1 고정실링(110)의 삽입홈(113)의 단부를 막게 된다. 상기 제1 고정실링(110)의 삽입홈(113) 단부 일부를 막은 상태로 상기 제 2고정실링(120)과 결합되어 고정되는 것이다.

도 4는 도 3에 나타나 탄성구의 기능을 설명하는 도면이다.

도 4에서, 판스프링의 탄성구(400)가 호형상의 곡면으로 형성된 삽입홀(113)에 위치하게 되면, 접점이 발생하는 부분에서 반발력(가압력)이 발생하게 된다.

특히, 도 4에 나타난 바와 같이, 이동실링(300)의 끼움홈(301)에 끼움부가(410)가 끼워져 고정된 경우, 탄성구(400)의 끼움부(410)에는 이동실링(300)을 내측으로 가압하는 힘이 발생하고, 끼움부(410)의 반대방향(도 4에서 좌측)에는 제1 고정실링(110)을 외측으로 가압하는 힘이 발생할 수 있다.

결과적으로, 이러한 두 힘이 합쳐져서 이동실링(300)을 내측으로 강하게 가압할 수 있다.

도 5는 도 1에 나타난 이동실링의 배치관계를 나타낸 구성도이고, 도 6은 도 5에 나타난 가이드핀의 기능을 설명하는 부분확대도이며, 도 7은 도 5의 다른 실시예를 나타낸 도면이고, 도 8은 도 5에 나타난 이동실링과 고정실링의 배치관계를 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 이동실링(300)은 복수 개의 단위실링(300a 내지 300c)이 순차적으로 배치되면서, 하나의 제1 고정실링(110)에 결합될 수 있다.

이와 같이, 이동실링(300)을 복수 개로 분할하여 구성하게 되면, 도 5에 나타난 바와 같이 내부에 결합될 로터축(RS)의 중심을 향하여 일정한 각도마다 균일한 가압력(도 5에서 박스형 화살표)을 발생시킬 수 있으므로, 하나의 이동실링(300)을 반원형으로 형성하는 것에 비하여 밀폐성을 보다 향상시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 터빈용 플랙시블 패킹링(A)은 두 개의 실링하우징(100, 200)이 결합되어 구성되고, 각 실링하우징(100, 200)에는 하나의 고정실링(110, 210)이 결합되며, 각 고정실링(110, 210)에는 복수 개의 이동실링(300)이 결합될 수 있다.

또한, 각 고정실링(110, 210)의 일측 종단부에는 스토퍼(500)가 결합되고, 스토퍼(500)가 결합된 두 개의 고정실링(110, 210)이 서로 결합됨으로써, 각 고정실링(110, 210)의 양측에서 복수 개의 이동실링(300)이 이동되는 것을 방지할 수 있다.

결과적으로, 도 5에 나타난 세 개의 단위실링(300a 내지 300c)이 반원형의 이동실링(300)으로 구성되어, 도 8에 나타난 바와 같이 두 개의 이동실링(300)이 스토퍼(500)에 의해 지지되도록 두 개의 고정실링(110, 210)에 결합될 수 있다.

또한, 도 5에 나타난 바와 같이 탄성구(400)는 직선형의 판스프링(400) 뿐만 아니라, 파형의 판스프링(400')으로 형성될 수 있으며, 당업자의 요구에 따라 도 7에 나타난 바와 같이 복수 개의 코일형 스프링(450)을 배치하여 동일한 기능 및 효과를 얻을 수 있다.

한편, 도 5에 나타난 바와 같이, 적어도 두 개로 구성(도 5에서는 세 개로 구성)된 단위실링(300a 내지 300c)에, 양측단이 각각 삽입되는 가이드핀(600)을 더 포함할 수 있다.

가이드핀(600)은 도 5 및 도 6에 나타난 바와 같이, 일측단이 절곡되어 어느 하나의 단위실링(300a)에 고정되고, 다른 일측단이 다른 하나의 단위실링(300b)에 슬라이드 이동가능하도록 끼워질 수 있다.

이에, 최초 설치시, 도 6의 (a)에 나타난 바와 같이 이웃하는 두 개의 단위실링(300a, 300b)이 이격된 상태에서, 탄성구(400)에 의해 도 6의 (b)에 나타난 바와 같이 내측방향으로 가압되면, 두 개의 단위실링(300a, 300b)이 내측방향으로 이동하는 과정에서, 이웃하는 두 개의 단위실링(300a, 300b)의 이동이 가이드핀(600)에 의해 상호작용으로 가이드될 수 있다. 물론, 가이드핀(600)이 두 개의 단위실링(300a, 300b)의 외측방향이동에도 동일한 기능을 수행할 수 있음은 물론이다.

여기서, 단위실링이 하나로 구성(예를 들어, 반원형)되는 경우, 단위실링과 이동실링이 동일함은 물론이다. 결과적으로, 이동실링은 하나의 단위실링 자체를 지시할 수 있고, 필요시 두 개 이상의 단위실링이 결합된 구성을 지시할 수 있다.

도 9는 도 1에 나타난 이동실링의 실시예들에 대한 단면형상을 나타낸 도면이고, 도 10은 도 9의 (c)에 대응하는 고정실링의 일 실시예를 나타내는 부분확대도이다.

도 9을 참조하면, 이동실링(300)은 로터축(RS)의 외부면 형상과 더불어 제1 고정실링(110)에 형성된 고정삼각날(111, 112)의 배치 등에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

예를 들어, 도 2에 나타난 바와 같이 이동실링(300)이 결합되는 위치가 제1 고정삼각날(111)이 형성될 위치인 경우, 이동실링(300)의 이동몸체(310)에 도 9의 (a)와 같은 이동삼각날(320)이 형성될 수 있다.

다른 예로, 이동실링(300)이 결합되는 위치가 제2 고정삼각날(112)이 형성될 위치인 경우, 이동실링(300)의 이동몸체(310)에 도 9의 (b)와 같은 복수 개의 이동삼각날(320)이 형성될 수 있다.

또 다른 예로, 도 9의 (c)와 같이 경사형의 이동삼각날(320')이 형성될 수 있다.

도 9의 (c)와 같은 경우는, 도 10에 나타난 바와 같이 제1 고정실링(110)의 고정삼각날(112')이 경사진 경우에 형성될 수 있다.

이 외에도, 당업자의 요구에 따라 다양한 형상의 이동삼각날(320)이 형성될 수 있음은 물론이다.

이상에서 본 발명에 의한 터빈용 플랙시블 패킹링에 대하여 설명하였다. 이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다.

A : 플랙시블 패킹링
100 : 제1 실링하우징
110 : 제1 고정실링
111 : 제1 고정삼각날 112 : 제2 고정삼각날
113 : 삽입홀 114 : 이탈방지턱
200 : 제2 실링하우징
210 : 제2 고정실링
300 : 이동실링 301 : 끼움홈
310 : 이동몸체 320 : 이동삼각날
330 : 걸림돌기
400 : 탄성구 410 : 끼움부

Claims (10)

1. 원형 중 적어도 일부에 대응하는 호형상으로 형성된 제1 실링하우징; 및
   원형 중 적어도 다른 일부에 대응하는 호형상으로 형성된 제2 실링하우징;이 결합되어 하나의 원형을 이루며,
   상기 제1 실링하우징 및 제2 실링하우징에는,
   각각의 내측으로 적어도 2개 이상의 고정실링이 각각 결합되고,
   상기 고정실링의 내측으로 각각 적어도 1개 이상의 이동실링이 결합되어 각각의 상기 실링하우징 내측에 2개 이상의 이동실링이 포함되며,
   상기 고정실링 각각의 내측에 마련된 이동실링 사이에 삽입되는 가이드핀을 더 포함하며, 상기 이동실링이 내측 또는 외측방향으로 이동하는 과정에서, 상기 이동실링의 이동이 상기 가이드핀에 의해 가이드되며,
   상기 각각의 고정실링과 고정실링이 상호 접하는 부분에 스토퍼가 마련되며, 상기 스토퍼는 상호 다른 고정실링의 내측 외각에 마련되어 상호 인접하는 이동실링 사이의 움직임을 제한하며,
   상기 상호 다른 고정실링 중 어느 하나는 제1 실링하우징에 마련되며, 상기 상호 다른 고정실링 중 다른 하나는 제2 실링하우징에 마련되어 상기 상호 다른 고정실링에 마련되는 상기 스토퍼는 상기 제1 실링하우징과 제2 실링하우징이 상호 접하는 내측에 마련되고,
   상기 고정실링은 실링하우징에 호방향으로 슬라이드이동되어 끼워지고,
   상기 고정실링은 이동실링이 내외측방향으로 슬라이드이동이 가능하도록 결합되는 삽입홀이 형성되고, 상기 이동실링은 상기 고정실링에 내외측방향으로 슬라이드이동이 끼워지며,
   상기 삽입홀에는 상기 이동실링을 내측으로 가압하는 탄성구가 구성되며,
   상기 이동실링은 상기 고정실링 중 적어도 하나에 형성된 삽입홀에 호방향으로 슬라이드이동되어 끼워지는 이동몸체 및 상기 이동몸체의 내측면에서 연장형성된 이동삼각날을 포함하고,
   상기 고정실링 중 적어도 하나는, 상기 삽입홀의 내측 종단부에 적어도 하나의 이탈방지턱이 형성되고,
   상기 이동실링은, 상기 이탈방지턱에 걸려지는 걸림돌기가 형성되며,
   상기 고정실링 중 적어도 하나의 내측면에는, 로터축의 결합면 형상에 대응하여 적어도 하나의 고정삼각날이 형성되고,
   상기 고정실링 중 적어도 하나의 내측면에는,
   로터축의 결합면 형상에 대응하여 서로 다른 높이의 제1 고정삼각날 및 제2 고정삼각날이 형성되고,
   상기 스토퍼는 일정 두께의 판 형태로 이루어지며, 상기 상호 다른 고정실링 중 어느 하나의 단부에 결합되어 호 형상의 고정실링의 외측으로부터 호의 중심방향으로 상기 삽입홀의 일부면을 막은 상태로 상기 상호 다른 고정실링 중 다른 하나와의 사이에 결합되는 것을 특징으로 하는 터빈용 플랙시블 패킹링.
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