KR101931374B1 - 시일 시스템 및 제조 방법 - Google Patents

시일 시스템 및 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101931374B1
KR101931374B1 KR1020120059318A KR20120059318A KR101931374B1 KR 101931374 B1 KR101931374 B1 KR 101931374B1 KR 1020120059318 A KR1020120059318 A KR 1020120059318A KR 20120059318 A KR20120059318 A KR 20120059318A KR 101931374 B1 KR101931374 B1 KR 101931374B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
seal
chamber
layer
pressure compressor
mounting portion
Prior art date
Application number
KR1020120059318A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120135113A (ko
Inventor
헤라도 플라타 콘트레라스
더글라스 알란 존스
소피아 캐욘 아귈라
Original Assignee
제너럴 일렉트릭 캄파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제너럴 일렉트릭 캄파니 filed Critical 제너럴 일렉트릭 캄파니
Publication of KR20120135113A publication Critical patent/KR20120135113A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101931374B1 publication Critical patent/KR101931374B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/10—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J3/00—Diaphragms; Bellows; Bellows pistons
    • F16J3/04—Bellows
    • F16J3/041—Non-metallic bellows
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/20—Making multilayered or multicoloured articles
    • B29C43/203—Making multilayered articles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/50—Sealings between relatively-movable members, by means of a sealing without relatively-moving surfaces, e.g. fluid-tight sealings for transmitting motion through a wall
    • F16J15/52—Sealings between relatively-movable members, by means of a sealing without relatively-moving surfaces, e.g. fluid-tight sealings for transmitting motion through a wall by means of sealing bellows or diaphragms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Gasket Seals (AREA)

Abstract

시일(24)을 포함하는 시스템이 제공된다. 이 시일(24)은 제 1 비금속의 탄성 재료(104, 108, 112)로 제조된 제 1 층을 포함한다. 이 시일(24)은 더욱 제 2 비금속의 내열 재료(106, 110)로 제조된 제 2 층을 포함한다. 제 2 층은 제 1 층을 열로부터 열적으로 보호하도록 구성된다. 이 시일(24)은 제 1 표면 및 제 2 표면의 사이의 간격을 가로질러 연장하도록 구성되고, 제 1 층 및 제 2 층은 상기 간격의 치수 변화에 대응하여 팽창 및 수축하도록 구성된 굴곡 구조로 성형된다.

Description

시일 시스템 및 제조 방법{SEAL SYSTEM AND METHOD OF MANUFACTURE}
본 발명은 시일에 관한 것이고, 특히 열 시스템에서 사용되는 시일에 관한 것이다.
열 시스템은 다양한 열 유체를 처리하기 위해 사용되는 체임버를 포함할 수 있다. 예를 들면, 터빈 시스템은 외부 체임버(예, 쉘 체임버) 및 내부 체임버(예, 튜브 체임버)와 같은 적어도 2개의 체임버를 갖는 인터쿨러 또는 열교환기를 포함할 수 있다. 시일 조립체는 이들 체임버 사이의 간극 또는 간격을 메우기 위해 사용될 수 있다. 유감스럽게도, 열 팽창 및 열 수축은 이들 간격을 수축시키거나 증대시킬 수 있고, 그 결과 시일 조립체의 누설의 원인이 될 수 있다.
본 발명은 시일, 특히 열 시스템에서 사용되는 시일을 제공하는 것을 목적으로 한다.
최초에 청구된 발명의 범위에 상응하는 특정 실시예들이 이하에서 요약된다. 이들 실시예는 청구된 발명의 범위를 제한하기 위해 제공된 것이 아니고, 이들 실시예는 본 발명의 가능한 형태들의 간단한 요약을 제공하기 위한 것일 뿐이다. 실제로, 본 발명은 이하에서 설명되는 실시예와 유사하거나 상이한 다양한 형태들을 포함할 수 있다.
제 1 실시예에서, 시일을 포함하는 시스템이 제공된다. 이 시일은 제 1 비금속의 신축성 재료로 제조된 제 1 층을 포함한다. 이 시일은 더욱 제 2 비금속의 내열성 재료로 제조된 제 2 층을 포함한다. 이 제 2 층은 제 1 층을 열로부터 열적으로 보호하도록 구성된다. 이 시일은 제 1 표면과 제 2 표면 사이의 간격을 가로질러 연장하도록 구성되고, 제 1 및 제 2 층은 이 간격의 치수 변화에 대응하여 팽창 및 수축되도록 구성된 굴곡된 구조로 형성된다.
제 2 실시예에서, 팽창 접합 시일을 포함하는 시스템이 제공된다. 이 팽창 접합 시일은 제 1 표면에 고정되도록 구성된 제 1 장착 부분 및 제 2 표면에 고정되도록 구성된 제 2 장착 부분을 포함한다. 이 팽창 접합 시일은 또 제 1 및 제 2 장착 부분 사이에 연장하는 중간 부분을 포함한다. 이 중간 부분은 상기 제 1 및 제 2 장착 부분이 각각 제 1 및 제 2 표면에 고정되어 있는 동안에 상기 팽창 결합 시일이 제 1 표면과 제 2 표면 사이의 간격을 횡단하는 방향으로 팽창 및 수축할 수 있도록 구성된 적어도 하나의 굴곡부를 포함한다.
제 3 실시예에서, 방법이 제공된다. 이 방법은 제 2 기재(substrate)의 상면 상에 제 1 기재를 배치하는 단계 및 제 3 기재 상에 제 2 기재를 배치하는 단계를 포함한다. 이 방법은 더욱 몰드(mold) 상에 제1, 제2, 및 제 3 기재를 위치시키는 단계를 포함한다. 이 방법은 또 상기 몰드 내에서 제 1, 제 2, 및 제 3 기재를 압축하는 단계를 포함하고, 상기 몰드는 상기 시일의 팽창 및 수축을 가능하게 하도록 구성된 형상을 포함하고, 상기 형상은 U자 형상, V자 형상, 정사각 형상, 또는 이들의 조합을 포함한다.
본 발명의 이들 및 기타의 특징, 관점, 및 장점은 후술된 상세한 설명이 전체 도면을 통해 동일한 부호들이 동일한 부품들을 나타내는 첨부한 도면들을 참조하면서 읽혀졌을 때 더 상세히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 터빈 시스템의 열교환기 내에 배치된 시일의 일 실시예의 블록도,
도 2는 도 1의 열교환기의 일부를 따라 배치된 상기 시일의 일 실시예의 사시도,
도 3은 도 2의 시일의 일 실시예의 부분 사시도,
도 4는 도 3의 시일의 일 실시예의 횡단 측면도,
도 5는 시일의 일 실시예의 횡단 측면도,
도 6은 몰드 및 시일의 일 실시예의 횡단 측면도,
도 7은 도 6의 몰드의 일 실시예의 저면도,
도 8은 시일을 제조하기 위한 공정의 일 실시예를 도시하는 흐름도.
본 발명의 하나 또는 다수의 특정 실시예가 이하에서 설명된다. 이들 실시예의 간결한 설명을 제공하기 위해, 실제의 실시의 모든 특징들이 본 명세서에 기재되지 않을 수 있다. 임의의 엔지니어링 프로젝트 또는 설계 프로젝트에서와 같은 임의의 이와 같은 실제의 실시의 개발 시에 실시예마다 달라질 수 있는 시스템 관련 제약들 및 사업 관련 제약들의 준수와 같은 개발자들의 특수한 목표를 달성하기 위해 많은 실시예 특유의 결정이 이루어져야 한다는 것이 이해되어야 한다. 더욱, 이와 같은 개발의 노력은 복잡하고 시간을 요하는 것이지만 그럼에도 불구하고 이 개발 노력은 이 발명의 공개의 이익을 갖는 당업자에게는 설계, 제조, 제조의 일상적인 업무라는 것을 이해해야 한다.
본 발명의 다양한 실시예의 요소들을 소개할 때 사용되는 "하나의(a 또는 an)", 및 "상기(the 또는 said)"라는 용어는 이들 요소가 하나 또는 다수 개 존재하는 것을 의미하는 것이다. "포함하다(comprising 또는 including)" 및 "가지다(having)"라는 용어는 열거된 요소들 이외에 추가의 요소들을 포함하는 것을 의미한다.
열 시스템은 제 1 체임버로부터 제 2 체임버로 열을 이송하기 위해 적합한 시일링된 체임버를 갖는 열교환기를 포함할 수 있다. 예를 들면, 열 시스템은 연소 시스템, 터빈 시스템, 및 다양한 터보기계를 포함할 수 있다. 특정의 실시예에서, 터빈 시스템은 압축 공기와 같은 특정의 터빈 유체를 냉각하기 위해 적합한 인터쿨러 또는 열교환기를 포함할 수 있다. 이 인터쿨러는 터빈 시스템의 내부 또는 터빈 시스템의 외부에 배치될 수 있다. 이 인터쿨러는 2 개의 주요 기계적 체임버, 즉 쉘 체임버 및 튜브 체임버를 포함할 수 있다. 고온 유체(예, 공기)는 열 교환을 위해 이 터빈 시스템으로부터 쉘 체임버 내로 안내될 수 있다. 이 고온 유체는 냉각 튜브 다발 체임버(즉, 내부 체임버) 내의 냉각 유체(예, 액체 냉각제)와 열 에너지를 교환하는 고온 쉘 체임버(즉, 외부 체임버) 내에 유입될 수 있다. 팽창 결합 시일과 같은 시일이 내부 체임버 및 외부 체임버 사이의 임의의 유체 유동을 저지 또는 차단하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 열 구배가 내부 체임버, 외부 체임버, 또는 양 체임버에서 발생되어, 내부 체임버 또는 양 체임버를 팽창 또는 수축시키는 원인이 될 수 있다. 이 팽창 및 수축은 누설로 이어질 수 있고, 이 누설은 인터쿨러의 전체 효율을 저하시킨다.
유체 유동의 적절한 차단을 계속 제공하는 채로 상이한 방향(예, 축방향 및 반경방향)으로의 시일의 이동을 가능하게 하는 가요성 시일이 설명된다. 예를 들면, 이 시일은 인터쿨러의 내부 체임버의 표면에 부착될 수 있다. 이 부착된 시일은 상기 표면의 열에 관련된 다수회의 이동을 가능하게 하고, 이와 동시에 계속하여 유체 유동의 적절한 차단을 제공한다. 실제로, 이 시일은 상기 표면과 함께 팽창 및 수축할 수 있고, 그 결과 인터쿨러의 내부 체임버의 내부 또는 외부로 유동하는 유체에 대해 적절한 차단을 계속 유지한다. 이 시일은 시일을 팽창 및 수축시키기 위해 적절한 하나 또는 다수의 U자 형상, V자 형상, S자 형상, 및/또는 정사각 형상과 같은 어떤 굴곡이 가능한 형상을 포함할 수 있다. 예를 들면, 이들 형상은 폴드(folds) 또는 벨로우즈(bellows)를 갖는 아코디언형 배열로 배치될 수 있고, 따라서 이 시일은 내부, 외부 또는 양 체임버의 표면의 팽창 및 수축에 대응하여 팽창 및 수축이 허용된다.
상기 내부 체임버의 표면과 평행한 팽창 및 수축에 의해 시일은 특정 실시예에서 적어도 약 2,500회 내지 50,000회 범위의 팽창 및/또는 수축의 향상된 회수의 내부 체임버의 열 팽창 및 열 수축이 가능해 질 수 있다. 더욱, 이 시일은 아라미드 재료(예, NomexTM 케블라), 난연성 나일론, 난연성 레이온, 산화 팬 직물(oxidized Pan fabric)(예, PyromexTM), 또는 이들의 임의의 조합과 같은 개선된 온도 허용도를 갖는 특정의 재료를 포함할 수 있다. 이 내열성 재료는 고온의 환경(예, 적어도 약 150 ℃ 내지 275 ℃의 범위) 하에서 시일의 수명을 향상시킬 수 있다. 이 시일은 또 합성 고무, 천연 고무, 중합체 기재, 공중합체 기재, 및/또는 탄성중합체와 같은 가요성 및 내습성을 향상시키는 특정의 재료를 포함할 수 있다. 더욱, 이 가요성 시일은 곡선형의 굴곡부 및 직선형의 라인과 같이 부착된 표면의 외형에 따르도록 제조될 수 있다. 따라서, 이 시일은 터빈 시스템의 인터쿨러와 같이 열에 의해 유발되는 이동을 나타내는 고온 환경을 포함한 다양한 환경 내에 설치될 수 있다.
도 1은 전기적 동력 및/또는 기계적 동력과 같은 동력을 제공하기 위해 사용될 수 있는 터빈 시스템(10)의 하나의 실시예를 도시한다. 제너럴 일렉트릭 컴패니(General Electric Co., of Schenectady, New York)로부터 입수할 수 있는 LMS100 터빈 시스템(10)과 같은 특정의 터빈 시스템(10)은 인터쿨러(12)를 포함할 수 있다. 이 터빈 시스템(10)은 연료를 회전 동력으로 변환하도록 설계된 임의의 터빈 시스템일 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 다양한 터빈 부품의 배열이 사용될 수 있고, 또 도 1은 대표적인 예를 도시한다. 이 인터쿨러(12)는 예를 들면 저압(LP) 압축기(14)로부터 토출되는 고온 유체(예, 압축 공기)를 냉각하고, 이 냉각된 유체(예, 압축 공기)를 고압(HP) 압축기(16) 내로 안내함으로써 터빈 시스템(10)의 효율을 증대시킬 수 있다. 예를 들면, 공기와 같은 유체는 흡입구(18)로 진입할 수 있고, 저압 압축기(14)에 의해 압축될 수 있다. 이 저압 압축기(14)에 의해 압축된 공기는 압축 중에 열 에너지(즉, 열)를 획득할 수 있다. 예를 들면, 압축된 공기는 약 50 ℃ 내지 300 ℃ 범위의 온도를 가질 수 있다. 이 고온의 공기는 다음에 인터쿨러(12) 내로 안내될 수 있다. 이 인터쿨러(12)는 2 개의 체임버, 예를 들면 내부 튜브 다발(tube bundle) 체임버(20) 및 외부 쉘 체임버(22)를 포함할 수 있다. 이 고온의 공기는 이 외부 쉘 체임버(22) 내로 진입할 수 있고, 냉각용 내부 튜브 다발 체임버(20)와 열을 교환함으로써, 고온 공기의 온도를 하강시킬 수 있다. 특정의 실시예에서, 내부 튜브 다발 체임버(20)는 냉각된 공기를 생성하기 위해 고온 공기로부터 열을 탈취하도록 물과 같은 냉각 유체를 유동시킬 수 있다. 냉각 공기는 다음에 고압 압축기(16) 내로 안내될 수 있다. 고압 압축기(16)에 제공된 공기를 냉각시키는 것에 의해, 더 높은 에너지 효율이 달성될 수 있다. 예를 들면, 냉각 공기는 고압 압축기(16) 내의 압축 작업을 경감시킬 수 있고, 이와 동시에 터빈 시스템(10) 내로의 공기 유입량을 증대시킴으로써 전체적인 효율을 증대시킬 수 있다.
시일(24)은 내부 튜브 체임버(20)와 외부 쉘 체임버(22) 사이의 유체 유동(예, 누설)을 차단하기 위해 이들 두 체임버(20, 22)의 사이에 배치된다. 이 체임버(20 및/또는 22)는 일부의 경우에 열 팽창 및 열 수축할 수 있고, 그 결과 약 0.5 cm 내지 10 cm 범위의 이동을 나타낸다. 특정의 실시예에서, 시일(24)도 또한 체임버(20, 22) 사이의 유체 유동에 대한 적절한 차단을 유지한 상태에서 체임버(20)의 팽창을 따르기 위해 팽창할 수 있다. 실제로, 이 시일(24)은 심지어 굴곡부 즉 곡선부를 갖는 시일링 위치에서도 유체 유동(예, 누설)을 적절히 차단하기 위해 팽창 및 수축할 수 있고, 그 결과 터빈 시스템(10)의 전체 효율을 향상시킨다.
도시된 바와 같이, 상기 터빈 시스템(10)은 연소기(combustor; 26)를 포함할 수 있고, 이 연소기는 고온의 압축된 배기 가스를 생성하기 위해 연료-공기의 혼합물을 수용 및 연소시킨다. 이 터빈 시스템(10)은 배기 가스를 고압 터빈(28) 및 저압 터빈(30)을 통해 배기구(32)로 안내한다. 이 고압 터빈(28)은 고압 로우터의 일 부분일 수 있다. 유사하게, 저압 터빈(30)은 고압 로우터의 일 부분일 수 있다. 배기 가스가 고압 터빈(28) 및 저압 터빈(30)을 통과하는 중에, 배기 가스는 터빈 시스템(10)의 축을 따라 구동축(34)을 회전시키도록 터빈 블레이드를 가압한다. 도시된 바와 같이, 구동축(34)은 고압 압축기(16) 및 저압 압축기(14)를 포함하는 터빈 시스템(10)의 다양한 부품에 연결된다. 다른 터빈 시스템은 중압 압축기, 중압 터빈, 및 축 배열 및 발전기(34)에 대한 결합부를 포함한 부품 시스템의 기타 배열을 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
상기 구동축(34)은 예를 들면 동심적으로 배열될 수 있는 하나 또는 다수의 축을 포함할 수 있다. 이 구동축(34)은 고압 로우터를 형성하기 위해 고압 터빈(28)을 고압 압축기(16)에 연결하는 축을 포함할 수 있다. 이 고압 압축기(16)는 구동축(34)에 결합된 블레이드들을 포함할 수 있다. 따라서, 고압 터빈(28) 내의 터빈 블레이드의 회전은 고압 터빈(28)을 고압 압축기(16)에 연결하는 축이 고압 압축기(16) 내의 블레이드를 회전시키도록 하는 원인이 된다. 이 것은 고압 압축기(16) 내의 공기를 압축한다. 유사하게, 구동축(34)은 저압 로우터를 형성하도록 저압 터빈(30)을 저압 압축기(14)에 연결하는 축을 포함한다. 이 저압 압축기(14)는 구동축(34)에 결합된 블레이드들을 포함한다. 따라서, 저압 터빈(30) 내의 터빈 블레이드의 회전은 저압 터빈(30)을 저압 압축기(14)에 연결하는 축이 저압 압축기(14) 내의 블레이드를 회전시키도록 하는 원인이 된다. 압축된 공기는 연소기(26)에 공급되고 더 높은 효율의 연소를 허용하기 위해 연료와 혼합된다. 따라서, 이 터빈 시스템(10)은 이중 동심의 축 배열을 포함할 수 있고, 여기서 저압 터빈(30)은 구동축(34) 내의 제 1 축에 의해 저압 압축기(14)에 구동 가능하게 연결되고, 고압 터빈(28)은 상기 제 1 축의 내부의 동심의 구동축(34) 내의 제 2 축에 의해 고압 압축기(16)에 유사하게 구동 가능하게 연결된다. 이 축(34)은 또한 발전기(34) 또는 기계적 부하와 같은 임의의 다른 부하에 연결될 수 있다. 이 발전기(34)는 이 발전기(34)에 의해 생산된 전기를 분배하기 위해 적합한 배전 그리드(36)에 연결될 수 있다.
도 2는 외부 쉘 체임버(22)의 표면 즉 벽(38, 40, 42)을 따라 배치된 시일(24)의 하나의 실시예를 도시하는 사시도이다. 이하에서 상세히 설명되는 바와 같이, 시일(24)은 시일링 표면들에 결합된 상태에서 양 시일링 표면들 사이에서 팽창 및 수축이 가능한 단면 형상(예, 하나 또는 다수의 굴곡부)을 가진다. 더욱, 시일(24)은 벽(38, 40, 42)의 외형을 따른다. 실제로, 이 시일(24)은 만곡 부분(44, 48, 50)을 포함하고, 이 만곡 부분은 약 0°내지 180°, 0°내지 90°또는 0°내지 45°의 각도에 걸쳐 만곡 또는 굴곡될 수 있다. 예를 들면, 이 만곡 부분(44, 48, 50)은 내부 튜브 다발(20)의 외형을 따르기 위해 약 15°, 30°, 45°, 60°, 75°, 90°, 115°, 130°, 145°, 160° 또는 175°의 각도에 걸쳐 만곡 또는 굴곡될 수 있다. 특정의 실시예에서, 이 만곡 부분(44, 48, 50)은 그 각도에 걸쳐 연속적으로 만곡될 수 있고, 다른 실시예는 다수의 증가하는 각도 부분을 이용하여 그 각도의 주위를 점증하도록 만곡될 수 있다. 이 시일(24)은 또 일반적으로 만곡부 또는 굴곡부를 배제하는 특정의 실질적으로 직선상 부분(52, 54, 56, 58)을 포함할 수 있다.
상기 시일(24)은 일체 구조 또는 다중체 구조일 수 있고, 따라서 단일 유닛 또는 다중 부분으로서 설치될 수 있다. 특정의 실시예에서, 이 시일(24)은 연속적인 일체형 구조로서 주조 또는 캐스팅될 수 있다. 그러나, 시일(24)의 일부의 실시예는 압출과 같은 연속적인 일체 구조로서의 형성을 허용하지 않는 제조 방법을 채용할 수 있다. 예를 들면, 만곡 부분(44, 48, 50)은 원하는 곡률 반경을 형성하도록 캐스팅 또는 주조될 수 있는 한편 직선상 부분(52, 54, 56, 58)은 원하는 길이로 압출될 수 있다. 다양한 부분(44, 48, 50, 52, 56, 56, 58)을 형성한 후, 이들 부분은 설치 전에 상호 결합되거나 또는 시일링 표면에 독립적으로 설치될 수 있다. 하나의 실시예에서, 만곡 부분(44, 48, 50)은 직선상 부분(52, 54, 56, 58)으로부터 별개로 제조될 수 있고, 그 후 이들 부분(44, 48, 50, 52, 54, 56, 58)은 일체형 구조로서의 시일(24)을 형성하도록 접합 즉 연결될 수 있다. 예를 들면, 이들 부분(44, 48, 50, 52, 54, 56, 58)은 이들 부분(44, 48, 50, 52, 54, 56, 58) 중의 특정의 일부분을 중첩하고, 이들 부분(44, 48, 50, 52, 54, 56, 58)을 상호 강고하게 접착하기 위해 실리콘계 접착제와 같은 접착제를 가하는 것에 의해 접합될 수 있다. 그러나, 이들 부분은 예를 들면 시아노아크릴레이트계 접착제, 콘텍트 시멘트(예, 네오프렌 및 합성 고무의 혼합물), 또는 폴리우레탄 접착제와 같은 다른 접착제에 의해 상호 결합될 수 있다. 다른 실시예에서, 이들 부분(44, 48, 50, 52, 54, 56, 58)은 이들 부분들 중의 특정의 일부분을 중첩하고, 다음에 이 중첩 부분에 열 및 압축력을 가하여 이들 부분을 열적으로 접착하는 것에 의해 결합될 수 있다. 이 열 접착은 일체형 구조로서의 시일(24)을 형성하도록 이들 부분(44, 48, 50, 52, 54, 56, 58) 중의 중첩 부분들 사이에 강고한 접착부를 형성할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 이들 부분(44, 48, 50, 52, 54, 56, 58) 중의 중첩 부분은 상호 용제 접착될 수 있다. 용제 접착에서, 용제는 중첩 부분에 가해진다. 이 용제는 중첩 부분의 표면을 일시적으로 용해 즉 융해할 수 있고, 다음에 이 중첩 부분은 상호 혼합될 수 있다. 다음에 용매는 환경 내로 침투하고 강고한 접합부를 남긴다.
상기 시일(24)은 양쪽의 시일링 표면에 결합하도록 구성되고, 그 횡단면의 형상(예, 하나 또는 다수의 굴곡부)은 시일링 표면들 사이에서의 팽창 및 수축을 가능하게 한다. 예를 들면, 이들 부분(44, 48, 50, 52, 54, 56, 58)은 접착제, 너트 및 볼트, 래치, 스냅 기구, 도브테일 결합, 또는 임의의 다른 적절한 고정구를 이용하여 양쪽 시일링 표면에 결합될 수 있다. 시일(24)의 구조에 의존하여, 각 부분(44, 48, 50, 52, 54, 56, 58)은 인접한 부분 사이에 중첩부를 가지거나 가지지 않은 상태에서 시일링 표면에 독립적으로 결합될 수 있다. 그러나, 이 시일(24)이 일체형 구조인 경우, 이 시일(24)은 시일링 표면을 따라 임의의 접착제 배열 또는 고정구 배열을 포함할 수 있다. 특정의 실시예에서, 접착제는 시일(24) 및 시일링 표면의 사이의 시일링 표면을 따라 연속적으로 가해질 수 있다. 예를 들면, 접착제는 메틸 이소부틸 케톤(예, MegumTM, ThixonTM) 및/또는 아크릴 코폴리머(예, RobondTM)에 함유된 반응성 폴리머 및 색소의 혼합물과 같은 금속-고무 접착제일 수 있다. 이 방법으로, 시일(24)은 양쪽 시일링 표면과 유체 밀봉 시일을 유지하고, 이와 동시에 시일(24)의 횡단면 형상(예, 하나 또는 굴곡부)은 시일링 표면 사이의 간격의 변화에 대응하여 팽창 또는 수축할 수 있다.
도 3은 부분(44) 및 부분(52, 54)의 일부를 상세히 도시하는 도 2의 시일(24)의 일 실시예의 부분 사시도이다. 도시된 실시예에서, 부분(44)은 Y축 및 Z축을 중심으로 약 90° 만곡되어 있다. 실제로, 부분(44)은 임의의 만곡된 표면 및/또는 굴곡부를 포함하는 (도 1 및 도 2에 도시된) 내부 튜브 다발 체임버(20)의 외형을 따르는 시일(24)을 도시한다. 전술한 바와 같이, 부분(44, 52, 54)은 기체 또는 액체와 같은 유체의 이동을 차단하기 위한 시일(24)의 성능을 향상시키기 위해 중첩될 수 있다. 실제로, 중첩 부분(60, 62)은 부분(44, 52, 54)을 상호 강고하게 체결함과 동시에 유체의 이동을 적절히 차단 즉 시일링할 수 있다.
도 3은 또 나사산을 갖는 볼트 및 너트를 이용한 내부 튜브 다발 체임버(20)에 대한 시일(24)의 체결을 도시한다. 실제로, 렌치 또는 스패너와 같은 일반적으로 입수할 수 있는 공구는 시일(24)의 설치 또는 교체를 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 시일(24)은 벽(40)의 대략 인접부에 위치될 수 있고 내부 튜브 다발 체임버(20)의 돌출구조(66) 상에 배치될 수 있다. 볼트(68)는 벽(40)의 시일(24)을 체결하기 위해 대응하는 너트(70)와 함께 사용될 수 있다. 특정의 실시예에서, 장착 브라켓(예, 금속 돌출구조(66))은 예를 들면 나사산을 갖는 볼트(72) 및 너트(74)를 이용하는 것에 의해 내부 튜브 다발 체임버(20)에 먼저 체결될 수 있다. 예를 들면, 금속 돌출구조(66)는 L자형 장착 브라켓일 수 있다. 이때 시일(24)은 금속 돌출구조(66) 상에 지지되도록 금속 돌출구조(66) 상에 배치될 수 있다. 만곡 플랜지(예, 지지 바아(backing bar))(76)와 같은 플랜지는 시일(24)의 연부(78)(예, 장착 부분)의 상면 상에 배치될 수 있다. 이 플랜지(76), 시일의 연부(78), 및 돌출구조(66)는 예를 들면 나사산을 갖는 볼트(80) 및 너트(82)를 이용하여 함께 체결될 수 있다. 이와 같은 방법으로, 시일(24)은 내부 튜브 다발 체임버(20)에 강고하게 고정될 수 있고, 그 결과 유체 유동의 적절한 차단을 제공한다. 더욱, 시일(24)은 도 4에 관련하여 이하에서 더욱 상세히 기술되는 바와 같이 시일(24)의 일체성을 훼손함이 없이 내부 튜브 체임버(20)의 부분들을 상호에 대해(또는 외부 쉘(22)에 대해) 이동하도록 하는데 유용한 U자 형상, V자 형상, 및 정사각 형상과 같은 특정의 형상을 포함할 수 있다. 다시 말하면, 이 시일(24)은 스프링 또는 아코디언 벨로우즈와 같은 팽창 및 수축이 가능하도록 파형, 굴곡형, 지그재그형, 또는 일반적으로 비선형인 단면형을 가질 수 있다. 따라서, 이 시일(24)은 스프링형 시일(24)로 설명될 수 있다.
도 4는 시일(24)의 일 실시예의 횡단 측면도이다. 도시된 실시예에서, 시일(24)은 볼트(87, 89) 및 너트(91, 93)를 이용하여 금속 돌출구조(84, 86)에 부착되어 있다. 예를 들면, 시일(24)의 연부(95)(예, 장착 부분)는 플랜지(97), 연부(95) 및 돌출구조(84)에 볼트(87)를 관통하고, 다음에 그 볼트(87)에 너트(91)를 나사 결합하여 돌출구조(84) 및 플랜지(97) 사이에 고정될 수 있다. 마찬가지로, 시일(24)의 연부(99)(예, 장착 부분)는 볼트(89) 및 너트(93)를 이용하여 돌출구조(86)에 체결될 수 있다. 금속 돌출구조(84, 86)는 열적 변화를 경험할 수 있고, 또 그 결과 상호에 대해 팽창 또는 수축할 수 있다. 실제로, 금속 돌출구조(84, 86)는 Y축을 따르는 방향(88) 및/또는 X축을 따르는 방향(90)과 같은 하나 또는 다수의 방향 내에서 이동할 수 있다. 어떤 경우에, 방향(88, 90)의 이동은 약 0.5 cm 내지 10 cm의 범위일 수 있다. 따라서, 시일(24)은 영역(94)으로부터 영역(96)으로(또는 그 역방향으로)의 유체의 이동을 계속적으로 차단하는 상태에서 돌출구조(84) 및/또는 돌출구조(86)의 이동을 가능하게 하기 위해 적합한 도시된 이중 U자 형상(92)과 같은 특정의 형상을 포함할 수 있다.
도시된 실시예에서, 이중 U자 형상(92)은 폭 W 1과 높이H 1을 갖는 제 1의 U자 형상 또는 굴곡부(98)와 이것에 이어지는 폭 W 2와 높이H 2를 갖는 제 2의 U자 형상 또는 굴곡부(100)를 포함한다. 즉, 시일(24)의 특정의 부분은 2개의 굴곡부 즉 U자 형상(98, 100)을 포함하는 이중 U자 형상으로 성형될 수 있다. 하나의 실시예에서, 폭 W 1은 대략 폭 W 2와 동일하다. 다른 실시예에서, 폭 W 1은 대략 폭 W 2보다 작다. 또 다른 실시예에서, 폭 W 1은 대략 폭 W 2보다 크다. 마찬가지로, 하나의 실시예에서, 높이 H 1은 대략 높이 L 2와 동일하고, 다른 실시예에서는 높이 H 1과 H 2는 다를 수 있다. 실제로, 폭(W 1, W 2)과 높이(H 1, H 2)는 약 0.5 cm 내지 10 cm의 범위의 돌출구조(84, 86)의 이동을 가능하게 하도록 조합될 수 있다. 예를 들면, 돌출구조(84)가 돌출구조(86)로부터 외측으로 방향(90)에서 이동하면, 제 1의 U자 형상(98) 및/또는 제 2의 U자 형상(100)은 폭의 방향으로 팽창할 수 있고, 그 결과 폭 W 1 및/또는 폭 W 2는 증대될 수 있다. 마찬가지로, 돌출구조(84)가 돌출구조(86)로부터 내측으로 방향(90)에서 이동하면, 제 1의 U자 형상(98) 및/또는 제 2의 U자 형상(100)은 폭의 방향으로 수축할 수 있고, 그 결과 폭 W 1 및/또는 폭 W 2는 축소될 수 있다.
유사하게, 돌출구조(84)가 내측으로 방향(90)에서 이동하면, 제 1의 U자 형상(98) 및/또는 제 2의 U자 형상(100)은 높이의 방향으로 팽창할 수 있고, 그 결과 높이 H 1 및/또는 높이 H 2는 증대될 수 있다. 돌출구조(84)가 외측으로 방향(88)에서 이동하면, 제 1의 U자 형상(98) 및/또는 제 2의 U자 형상(100)은 높이의 방향으로 수축할 수 있고, 그 결과 높이 H 1 및/또는 높이 H 2는 수축될 수 있다. 돌출구조(84, 86)가 서로에 대해 팽창 또는 수축하는 동안에 제 1의 U자 형상(98) 및/또는 제 2의 U자 형상(100)은 돌출구조(84, 86) 사이의 시일을 유지하도록 팽창 또는 수축하는 것으로 반응한다. 이와 같은 방법으로, 시일(24)은 영역(94)으로부터 영역(96)으로(또는 그 역방향으로)의 임의의 유체의 이동의 적절한 차단을 계속 제공하는 상태에서 열에 의해 유발되는 이동과 같은 임의의 이동을 본질적으로 흡수한다. 또, 대향하는 연부(95, 99)에서의 고정된 상태를 유지하면서 이동을 흡수하는 시일(24)의 능력은 돌출구조(84, 86) 사이의 간격의 변화에 불구하고 연속적인 시일링을 보장해 준다. 다시 말하면, 제 1의 U자 형상(98) 및/또는 제 2의 U자 형상(100)은 돌출구조(95, 99) 사이에서 스프링 요소, 완충 장치, 또는 탄성 요소와 같이 작용한다.
상기 시일(24)은 방향(88, 90) 이외의 또는 대안적인 많은 방향으로 이동이 가능하다는 것에 주목해야 한다. 실제로, 재료 및 제 1의 U자 형상(98) 및 제 2의 U자 형상(100)의 가요성으로 인해, 시일(24)은 예를 들면 X축, Y축, 및/또는 Z축의 3차원 방향으로 이동이 가능하다. 또, 다른 실시예서, 2개의 U자 형상(98, 100)은 단일 U자 형상에 의해 대체될 수 있다. 다른 실시예에서, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개의 U자 형상이 사용될 수 있다. 실제로, 하나 또는 다수의 V자 형상, S자 형상, 하나 또는 다수의 정사각 형상, 및 그 동종의 것을 갖는 형상을 포함한 다른 형상이 사용될 수 있다. 더욱, 이들 형상은 U자 형상이 V자 형상 및 정사각 형상의 다음에 위치될 수 있도록 조합될 수 있다. 실제로, 시일은 내부 튜브 다발 체임버(20)의 원하는 외형을 따르기 위해 U자 형상, V자 형상, S자 형상, 및 정사각 형상을 포함하도록 제조될 수 있다.
도 5는 시일(24)을 원하는 형상으로 형성하기 전의 시일(24)의 일 실시예를 도시하는 횡단 측면도이다. 더 구체적으로, 도면은 기재(substrate) 또는 층(104, 106, 108, 110, 112)을 포함하는 시일 또는 기재의 적층체(102)를 도시하고 있다. 이들 기재(104, 106, 108, 110, 112)는 가요성 및/또는 내열 특성 뿐 아니라 강화된 내구성을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 도시된 실시예에서, 기재(104, 108, 112)는 합성 고무, 천연 고무, 중합체 기재, 공중합체 기재, 및/또는 탄성중합체와 같은 가요성 또는 탄성을 가진 비금속의 내습성 또는 발액성 재료로 제조될 수 있다. 따라서, 기재(104, 108, 112)는 시일(24)에 가요성을 제공할 수 있다. 이 가요성 기재(104, 108, 112)는 또 물 및 공기와 같은 유체에 대항하는 적절한 차단체를 제공할 수 있다. 실제로, 기재(104, 108, 112)는 물 및 기타 유체를 반발하기 위해 적합한 소수성을 포함할 수 있다. 이 가요성 기재(104, 108, 112)는 또 폴리테트라플루오로에틸렌(예, TeflonTM, 산 및/또는 내성의 파이버글라스 직물(예, GORETM)과 같은 비금속의 내화학성 재료를 포함하는 내화학성의 비금속 재료로 제조될 수 있다.
상기 기재(106, 110)는 아라미드 재료(예, NomexTM, 케블라), 난연성 나일론, 난연성 레이온, 및/또는 산화 팬 직물(예, PyromexTM)과 같은 내열성 재료로 제조될 수 있다. 따라서, 기재(106, 110)는 도 1에 도시된 인터쿨러(12)와 같은 고온 분위기 하에서 열적 보호를 향상시킴으로써 내열 특성을 제공할 수 있다. 또, 이 내열성 재료는 난연 화학물질에 의해 함침된 면직물; 바이날 레이온과 폴리노직 레이온의 블렌드; 아라미드 합성 섬유; 메타-아라미드와 파라-아라미드 섬유의 블렌드; 메타-아라미드, 파라-아라미드 및 모드아크릴 섬유의 블렌드; 산화된 폴리아크릴로니트릴 섬유 및 아라미드 섬유의 블렌드; 또는 이들의 조합을 포함하는 난연성 재료를 포함할 수 있다. 기재(104, 106, 108, 110, 112)는 시일 적층체(102)를 형성하기 위해 도시된 바와 같이 적층되어 있다. 다음에 시일 적층체(102)는 도 6에 관하여 더 상세히 설명된 바와 같이 가열 및 압착되고, 그 결과 향상된 이동의 가요성을 제공하는 상태에서 유체의 이동을 차단하기 위해 적절한 가요성의 내열성 시일(24)이 얻어진다.
시일의 다양한 실시예는 예를 들면 1 내지 10개 또는 그 이상의 다소의 기재(104, 106, 108, 110, 112)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 하나의 실시예에서 시일(24)은 가요성 재료(예, 고무, 중합체 기재, 공중합체 기재, 탄성중합체)로 제조된 상부 기재, 내열성 재료(예, 아라미드, 난연성 나일론, 난연성 레이온, 산화 팬 직물)로 제조된 중간 기재, 가요성 재료(예, 고무, 중합체 기재, 공중합체 기재, 탄성중합체)로 제조된 하부 기재와 같이 3 개의 기재로 제조될 수 있다. 다른 실시예에서, 7, 9, 11, 13 개의 기재와 같이 5 개 이상의 기재가 사용될 수 있다. 이들 실시예에서, 가요성 재료를 포함하는 기재들 및 내열성 재료를 포함하는 기재들이 시일(24)을 형성하기 위해 상호 다른 기재들의 사이에 배치될 수 있다. 즉, 제 1 기재(예, 가요성 재료)는 시일(24)의 하부 층으로서 배치될 수 있고, 다음에 제 2 기재(예, 내열성 재료)는 제 1 기재의 상면에 배치될 수 있고, 다음에 제 3 기재(예, 가요성 재료)는 제 2 기재의 상면에 배치될 수 있고, 다음에 제 4 기재(예, 내열성 재료)는 제 3 기재의 상면에 배치될 수 있고, 등등이다.
특정의 실시예에서, 상부 층 및 하부 층은 가요성 재료(예, 고무, 중합체 기재, 공중합체 기재, 탄성중합체)로 제조될 수 있다. 이들 실시예에서, 상부 층 및 하부 층은 매끈(smooth)할 수 있고, 그 결과 시일(24)의 외면 상에서의 난류 또는 와류를 최소화할 수 있다. 다른 실시예에서, 상부 층 및 하부 층은 내열성 재료(예, 아라미드, 난연성 나일론, 난연성 레이온, 산화 팬 직물)로 제조될 수 있다. 이들 실시예에서, 상부 층 및 하부 층은 시일(24)의 외벽에 향상된 열 보호를 제공할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 감소된 난류 및 증대된 열저항과 같은 원하는 특성에 의존하여 상부 층은 가요성 재료로 제조되고 하부 층은 내열성 재료로 제조될 수 있고, 또는 상부 층은 내열성 재료로 제조되고 하부 층은 가요성 재료로 제조될 수 있다. 또 시일(24)은 유체의 차단을 계속 제공하는 상태에서 시일(24)의 이동을 가능하게 하기 위해 적합한 하나 또는 다수의 형상(예, U자 형상, V자 형상, S자 형상, 정사각 형상)을 포함하도록 제조될 수 있다.
도 6은 기재 적층체(102)의 주위에서 분해된 몰드(114, 116)를 가진 몰드 시스템(113)의 일 실시예를 도시하는 횡단 측면도로서, 몰드(114, 116)는 도 4에 도시된 2 개의 U자 형상(98, 100)을 형성하기 위해 기재 적층체(102)에 대하여 압착될 수 있다. 도시된 실시예에서, 몰드(114, 116)는 예를 들면 몰드 시스템(113)의 압축 성형 프레스의 일부로서 사용될 경우에 상호 맞물리도록 설계되었다. 따라서, 몰드(114)의 돌출부(118)는 몰드(116)의 오목홈(128)의 내부에 가압 즉 삽입되는 형상으로 성형되어 있고, 몰드(116)의 돌출부(122)는 몰드(114)의 오목홈(124)의 내부에 가압 즉 삽입되는 형상으로 성형되어 있고, 또 몰드(116)의 돌출부(126)는 몰드(114)의 오목홈(128)의 내부에 가압 즉 삽입되는 형상으로 성형되어 있다. 기재 적층체(102)를 도 4에 도시된 U자 형상(98, 100)으로 성형하기 위해 적합하도록 돌출부(122) 및 오목홈(124)은 대략 W1 의 폭을 가질 수 있고, 돌출부(118) 및 오목홈(120)은 대략 W 2의 폭을 가질 수 있다. 도면은 또 도 4에 도시된 연부(95)를 성형하기 위해 적합한 몰드(116)의 평평 부분(132)에 대해 가압되는 형상으로 성형된 몰드(114)의 평평 부분(130) 및 연부(99)를 성형하기 위해 적합한 몰드(116)의 측벽(136)에 맞물리는 형상으로 성형된 몰드(114)의 돌출부(134)를 도시하고 있다. 제조 작업 중에, 기재 적층체(102)는 도시된 바와 같이 2 개의 몰드(114, 116)의 사이에 설치되고, 다음에 몰드 시스템(113)의 압축 성형 프레스가 기재 적층체(102)를 시일(24)로 압축 성형하기 위해 작동된다. 즉, 몰드(114, 116)는 기재 적층체(102)를 시일(24)로 압축 성형하기 위해 상호 접근하는 방향(138, 140)으로 압축될 수 있다. 압축 압력은 약 20 바아 내지 250 바아의 범위일 수 있다. 따라서, 시일링된 간격의 치수 변화에 대응하여 팽창 및 수축을 허용하기 위해 적합한 굴곡된 시일 구조가 형성될 수 있다.
더욱, 몰드(114) 및/또는 몰드(116)는 열을 기재 적층체(102)에 전달하도록 가열될 수 있다. 기재 적층체(102)를 압축함과 동시에 기재 적층체(102)를 가열함으로써 몰드(114, 116)는 도 5의 기재 적층체(102)의 기재(104, 106, 108, 110, 112)의 융합 즉 접합을 가능하게 할 수 있다. 기재(104, 106, 108, 110, 112)의 융합 즉 접합은 기재(104, 106, 108, 110, 112)를 상호에 대해 강고하게 접합시킬 수 있다. 그 결과 얻어진 시일(24)은 가요성 및 내열성의 기재 적층체(102)를 포함할 수 있다. 몰드(114, 116)는 필요에 따라 다소의 U자 형상을 압축 성형하도록 설계될 수 있다. 실제로, U자 형상, V자 형상, S자 형상, 및/또는 정사각 형상과 같은 굴곡 부분은 서로 반대 방향으로 전후로 교대로 굴곡될 수 있다. 더욱, 몰드(114, 116)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 30°, 45°, 60°, 75°, 90°, 105°, 120°, 135° 각도의 굴곡부, 또는 약 1° 내지 180° 범위의 굴곡부를 갖는 외형을 포함하는 내부 튜브 다발 체임버(20)의 외형을 따르기 위해 적합한 시일(24)을 제조하도록 설계될 수 있다. 또, 몰드(114, 116)는 내부 튜브 다발 체임버(20)의 외형의 다중 굴곡부를 따르기 위해 적합한 다중 굴곡부 또는 만곡부를 갖는 시일 부분들을 제조하도록 설계될 수 있다. 예를 들면, 제 1의 90° 굴곡부와 이것에 이어지는 제 2의 90° 굴곡부를 갖는 시일 부분이 제조될 수 있다.
도 7은 도 6의 몰드(114, 116)의 실시예의 저면도이다. 도시된 실시예에서, 몰드(114, 116)는 도 3에 도시된 시일(24)의 부분(44)과 같이 내부 튜브 다발 체임버(20) 내에서 발견될 수 있는 90° 굴곡부에 더욱 밀접하게 따르기 위해 약 90°로 만곡되어 있다. 도시된 실시예는 몰드(114)의 평평 부분(130), 오목홈(124), 돌출부(118), 오목홈(128), 및 돌출부(134)를 도시하고 있다. 마찬가지로, 평평 부분(132), 돌출부(122), 오목홈(120), 및 돌출부(126)가 도시되어 있다. 전술한 바와 같이, 몰드(114, 116)는 기재 적층체(102)를 예를 들면 도 4에 도시된 U자 형상(98, 100)으로 성형하기 위해 도 5에 도시된 기재 적층체(102)를 압축하고 그 기재 적층체(102)에 열을 전달할 수 있다. 따라서, 몰드(114)의 돌출부(118)는 몰드(116)의 오목홈(120) 내에 가압 또는 삽입되는 형상으로 성형되어 있고, 몰드(116)의 돌출부(122)는 몰드(114)의 오목홈(124) 내에 가압 또는 삽입되는 형상으로 성형되어 있고, 몰드(116)의 돌출부(126)는 몰드(114)의 오목홈(128) 내에 가압 또는 삽입되는 형상으로 성형되어 있다. 마찬가지로, 몰드(114)의 돌출부(134)는 몰드(116)의 측벽(136)에 인접하여 슬라이드한다. 2 개의 U자 형상(98, 100)을 성형하는데 유용하도록 돌출부(122) 및 오목홈(124)은 약 W 1의 폭을 가질 수 있고, 돌출부(118) 및 오목홈(120)은 약 W 2의 폭을 가질 수 있다. 다른 몰드의 형상이 시일(24)을 제조하기 위해 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들면, 90° 굴곡부 대신 대략 선형(즉, 직선상) 부분을 갖는 몰드가 도 2에 도시된 시일(24)의 부분(52, 54, 56, 58)을 제조하기 위해 사용될 수 있다.
도 8은 도 1에 도시된 시일(24)을 제조 및 설치하기 위해 적합한 공정(142)의 일 실시예를 도시하는 흐름도이다. 이 공정(142)은 지속성 기계 가독 매체 내에 저장된 로직 또는 명령어를 포함할 수 있다. 예를 들면, 공정(142)은 본 명세서에 개시된 방법들의 실시를 위해 매체(예, 메모리) 내에 저장되고 또 컴퓨터 장치에 의해 실행될 수 있는 컴퓨터 명령어를 포함할 수 있다. 이 공정(142)은 먼저 원하는 용도에 적합한 적절한 기재 적층체를 계산할 수 있다(블록 114). 예를 들면, 시일(24)이 인터쿨러 시일(24)로서 사용될 예정인 경우, 적절한 기재 적층체는 도 5에 관련하여 앞서 도시된 바와 같은 층(104, 106, 108, 110, 112)을 포함할 수 있다. 액체(예, 물, 휘발유, 오일)를 사용하는 용도와 같은 시일(24)의 다른 용도는 액체 반발 특성을 갖는 더 많거나 더 적은 기재(예, 합성 고무)를 포함할 수 있다.
상기 공정(142)은 다음에 도 2에 도시된 만곡 부분(44, 48, 50) 및 직선상 부분(52, 54, 56, 58)과 같은 시일(24)의 다양한 부분들을 성형하기 위해 적합한 하나 또는 다수의 몰드를 제조할 수 있다(블록 146). 예를 들면, 시일링 대상의 표면의 컴퓨터 지원 설계(CAD) 제도 및/또는 컴퓨터 지원 제조(CAM) 제도가 상기 표면의 외형을 따르기 위해 적합한 하나 또는 다수의 몰드를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 다음에 적절한 몰드(들)이 상기 CAD 제도에 기초하여 제작될 수 있다(블록 146). 이 공정(142)은 다음에 제조된 몰드(들)에 기초하여 하나 또는 다수의 시일(24) 부분을 제조할 수 있다(블록 148). 예를 들면, 시일(24)의 부분은 도 6 및 도 7에 관련하여 앞서 설명된 바와 같이, 열 및 압축력을 가하기 위해 몰드(들)을 사용하는 것에 의해 제조될 수 있다. 이 공정(142)은 다음에 이들 부분(들)을 조립할 수 있다(블록 150). 예를 들면, 이들 부분은 도 5에 관련하여 앞서 더욱 상세히 설명된 바와 같이, 부분의 중첩 부분을 접착하거나 또는 접합하는 것에 의해 조립될 수 있다. 이와 같은 방법으로, 시일(24)이 제조될 수 있다. 이 공정(142)은 다음에 예를 들면 나사산을 갖는 볼트 및 너트를 사용하여 시일(24)을 표면에 체결하는 것에 의해 시일(24)을 설치할 수 있다(블록 152). 그러면 설치된 시일(24)은 유체의 적절한 차단을 제공할 수 있고, 열에 의해 유발되는 이동과 같은 특정의 이동을 가능하게 함과 동시에 적절한 간격의 피복을 계속적으로 제공할 수 있다.
본 발명의 기술적 효과는 고온 환경(예, 인터쿨러, 터빈 시스템, 압축기, 팽창기, 펌프) 내에 시일의 설치를 가능하게 하는 내열 특성을 포함하는 시일의 용도를 포함한다. 이 시일은 또 유체의 유동에 대항하는 적절한 차단 즉 시일링을 유지하는 상태에서 열에 의해 유발되는 이동과 같은 이동을 가능하게 하는 형상 및 가요성을 포함한다. 이 시일은 더욱 만곡된 모서리 및 기타 만곡된 외형 뿐 아니라 직선상 표면을 따르기 위해 적합한 만곡 부분을 포함할 수 있다. 향상된 내열성을 갖는 가요성 시일을 제조하기 위해 다양한 기재의 층상화 즉 적층화를 가능하게 하는 시일의 제조 방법이 또한 제공된다. 이 제조 방법은 다수의 부분의 시일을 제조할 수 있고, 이 다수의 부분은 다음에 단일의 시일로 접합 또는 체결될 수 있다.
본 설명은 최상의 실시형태를 포함하는 본 발명을 개시하기 위해, 또한 본 기술분야의 임의의 전문가가 임의의 장치 또는 시스템을 제작 및 사용하는 것 및 임의의 관련된 방법을 수행하는 것을 가능하게 하기 위해 다수의 예를 사용한다. 본 발명의 특허청구의 범위는 청구항에 정의되어 있고, 또 본 기술분야의 전문가가 생각할 수 있는 다른 예를 포함할 수 있다. 이와 같은 다른 예는 이것이 청구항의 문언과 다르지 않은 구조적 요소를 가지거나 또는 이것이 청구항의 문언과 다르지 않은 등가의 구조적 요소들을 포함하는 경우에 청구항의 범위 내에 속하게 될 것이다.
24: 시일(seal) 44, 48, 50: 만곡 부분
52, 54, 56, 58: 직선상 부분 60, 62: 중첩 부분
66: 돌출구조(ledge) 76: 만곡 플랜지
102: 기재 적층체 104, 106, 108, 110,112: 층

Claims (15)

  1. 시스템에 있어서,
    제 1 체임버 및 제 2 체임버와, 시일(24)을 포함하는 열교환기로서,
    상기 시일(24)은,
    제 1 비금속의 탄성 재료(104, 108, 112)로 제조된 제 1 층과,
    상기 제 1 층을 열로부터 열적으로 보호하도록 구성된 제 2 비금속의 내열성 재료(106, 110)로 제조된 제 2 층을 포함하고,
    상기 시일(24)은 제 1 표면과 제 2 표면 사이의 간격을 가로질러 연장하도록 구성되고, 상기 제 1 층 및 제 2 층은 상기 간격의 치수 변화에 대응하여 제 1 방향에서 팽창 및 수축하도록 구성된 굴곡 구조로 형성되며, 상기 제 1 표면은 상기 제 1 체임버와 접촉되며 그리고 제 2 표면은 제 2 체임버와 접촉되며, 상기 굴곡 구조는, 제 2 방향에서, 열교환기의 외형에 따르도록 구성된 굴곡 형상으로 형성되며, 상기 제 1 및 제 2 방향은 서로에서 상이한 평면 90°에 있는,
    상기 열교환기; 및
    동력을 제공하도록 구성된 터빈 시스템으로서, 상기 터빈 시스템은 저압 압축기, 고압 압축기, 상기 고압 압축기와 상기 제 1 체임버 사이에서 유체를 안내하는 제 1 도관, 및 상기 저압 압축기와 상기 제 2 체임버 사이에서 유체를 안내하는 제 2 도관을 포함하는, 상기 터빈 시스템을 포함하는
    시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 층의 제 1 비금속의 탄성 재료(104, 108, 112)는 중합체, 탄성중합체, 고무, 또는 이들의 조합을 포함하는
    시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 층의 제 1 비금속의 탄성 재료(104, 108, 112)는 발액성 재료를 포함하는
    시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 층의 제 2 비금속의 내열성 재료(106, 110)는 아라미드를 포함하는
    시스템.
  5. 제 1 항에 있어서
    상기 제 2 층의 제 2 비금속의 내열성 재료(106, 110)는 난연성 재료를 포함하는
    시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 시일(24)은 제 3 비금속의 탄성 재료(104, 108, 112)로 제조된 제 3 층을 포함하고, 상기 제 2 층은 상기 제 1 층과 제 3 층 사이에 배치되는
    시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 시일(24)은 상기 제 1 층을 열로부터 열적으로 보호하도록 구성된 제 3 비금속의 내열 재료(106, 110)로 제조된 제 3 층을 포함하고, 상기 제 1 층은 상기 제 2 층과 제 3 층 사이에 배치되는
    시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 시일(24)은 제 4 비금속의 탄성 재료(104, 108, 112)로 제조된 제 4 층 및 제 5 비금속의 탄성 재료(104, 108, 112)로 제조된 제 5 층을 포함하고, 상기 제 2 층은 상기 제 1 층과 제 4 층 사이에 배치되고, 상기 제 3 층은 상기 제 1 층과 제 5 층 사이에 배치되는
    시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 시일(24)은 제 3 비금속의 내화학성 재료로 제조된 제 3 층을 포함하는
    시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 시일(24)은 상기 굴곡 구조에 결합된, 대향하는 제 1 장착 부분 및 제 2 장착 부분을 포함하고, 상기 제 1 장착 부분은 상기 제 1 표면에 상기 시일(24)을 결합하도록 구성되고, 상기 제 2 장착 부분은 상기 제 2 표면에 상기 시일(24)을 결합하도록 구성되는
    시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 굴곡 구조는 적어도 하나의 U자 형상의 굴곡부, V자 형상의 굴곡부, S자 형상의 굴곡부, 직사각 형상의 굴곡부, 또는 이들의 조합을 포함하는
    시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 굴곡 구조가 서로 반대 방향으로 전후로 교대로 굴곡되는 다수의 굴곡 부분을 포함하는
    시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 시일(24)은 만곡 부분(44)을 포함하며, 상기 만곡 부분(44)에 제 1 부분(60) 및 제 2 부분(62)이 중첩 방식으로 접합되어 있는
    시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 시스템은, 상기 제 1 표면과 제 2 표면 사이에 배치되는 시일을 갖는 터보기계(10, 14, 16, 26, 28, 30), 열교환기(12), 또는 이들의 조합을 포함하는
    시스템.
  15. 시스템에 있어서,
    제 1 체임버 및 제 2 체임버와, 팽창 접합 시일을 포함하는 열교환기로서,
    상기 팽창 접합 시일은,
    상기 제 1 체임버의 제 1 표면에 고정되도록 구성된 제 1 장착 부분과,
    상기 제 2 체임버의 제 2 표면에 고정되도록 구성된 제 2 장착 부분과,
    상기 제 1 장착 부분과 제 2 장착 부분 사이로 연장되는 중간 부분을 포함하며,
    상기 중간 부분은, 상기 제 1 및 제 2 장착 부분이 각각의 제 1 및 제 2 표면에 고정되어 있는 동안에, 제 1 방향에서 상기 제 1 표면과 제 2 표면 사이의 간격을 횡단하는 상기 팽창 접합 시일의 팽창 및 수축을 가능하게 하도록 구성된 적어도 하나의 굴곡부를 구비하며, 상기 굴곡부는, 제 2 방향에서, 열교환기의 외형에 따르도록 구성된 굴곡 형상으로 형성되며, 상기 제 1 및 제 2 방향은 서로에서 상이한 평면 90°에 있는,
    상기 열교환기; 및
    동력을 제공하도록 구성된 터빈 시스템으로서, 상기 터빈 시스템은 저압 압축기, 고압 압축기, 상기 고압 압축기와 상기 제 1 체임버 사이에서 유체를 안내하는 제 1 도관, 및 상기 저압 압축기와 상기 제 2 체임버 사이에서 유체를 안내하는 제 2 도관을 포함하는, 상기 터빈 시스템을 포함하는
    시스템.
KR1020120059318A 2011-06-01 2012-06-01 시일 시스템 및 제조 방법 KR101931374B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/151,205 US9541197B2 (en) 2011-06-01 2011-06-01 Seal system and method of manufacture
US13/151,205 2011-06-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120135113A KR20120135113A (ko) 2012-12-12
KR101931374B1 true KR101931374B1 (ko) 2018-12-20

Family

ID=47261079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120059318A KR101931374B1 (ko) 2011-06-01 2012-06-01 시일 시스템 및 제조 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9541197B2 (ko)
KR (1) KR101931374B1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014145949A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 William Walsh Heat resistant athletic shoe insole and outsole
CN103612747B (zh) * 2013-11-27 2016-02-24 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种发动机短舱密封防火组件
WO2020092746A1 (en) * 2018-10-31 2020-05-07 National Oilwell DHT, L.P. Apparatus, systems, and methods for a reinforced seal element for joints on a drilling tool
US11131406B2 (en) * 2019-06-24 2021-09-28 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Seal for engine firewall

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020089126A1 (en) * 2000-10-04 2002-07-11 Yasunori Murakami Compound sheet gasket
US20090115142A1 (en) * 2007-11-01 2009-05-07 Ramon Kuczera Self-repairing boot for a constant velocity joint
JP4616869B2 (ja) * 2007-08-24 2011-01-19 三菱重工業株式会社 ガスタービン

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2199250A (en) * 1938-03-29 1940-04-30 Gen Electric Elastic fluid turbine packing arrangement
US2766970A (en) * 1953-09-21 1956-10-16 Air Preheater High pressure circumferential seal
US3255839A (en) * 1963-02-05 1966-06-14 Rockwell Standard Co Steer drive axle with internal seal
US4173252A (en) 1972-11-20 1979-11-06 Nissan Motor Co., Ltd. Seal for a rotary regenerative heat exchanger
JPS55131485U (ko) 1979-03-13 1980-09-17
US4382634A (en) * 1981-01-26 1983-05-10 Towmotor Corporation Material fracturing apparatus
US4441726A (en) * 1981-12-14 1984-04-10 Shan-Rod, Inc. Heat and vibration resistant seal
US4408769A (en) * 1982-09-21 1983-10-11 Jude Engineering, Inc. Stuffing box with outer flexible tube to allow shaft gyratory movements
US4529212A (en) 1984-04-06 1985-07-16 Beckmann Kenneth B Heat exchanger seal
DE3514379A1 (de) 1985-04-20 1986-10-23 MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München Waermetauscher
DE3935960C2 (de) * 1989-10-27 1994-06-23 Mtu Muenchen Gmbh Einrichtung zur abdichtenden Überbrückung eines Spaltes zwischen zwei in drei Raumrichtungen verschiebbaren Bauteilen
US5213346A (en) * 1991-08-19 1993-05-25 Ingersoll-Rand Company Method and apparatus for sealing between two relatively articulable surfaces
US5193977A (en) * 1991-11-22 1993-03-16 Don Dame Flexible membrane sealless centrifugal pump
WO1997041391A1 (en) * 1996-05-02 1997-11-06 Wayne Kozacka Improved sealing element for a regenerative heat exchanger
US5667224A (en) * 1996-05-14 1997-09-16 General Atomics Adjustable seal assembly
US6386551B1 (en) * 1997-03-05 2002-05-14 Trw Inc. Plastic sleeve and method of manufacturing the same
US6234488B1 (en) * 1997-03-05 2001-05-22 Trw Inc. Heat shrinkable boot seal and method of installation
JP2000154890A (ja) * 1998-11-18 2000-06-06 Tokai Rubber Ind Ltd 燃料配管用チューブ
US6227546B1 (en) * 1999-03-26 2001-05-08 Jetseal, Inc. Resilient seal and method of using a resilient seal
US6270082B1 (en) * 1999-09-14 2001-08-07 Dana Corporation Coextruded valve stem seal
US6474408B1 (en) 2000-08-31 2002-11-05 Honeywell International Inc. Heat exchanger with bypass seal allowing differential thermal expansion
ITTO20020503A1 (it) * 2002-06-14 2003-12-15 Vincenzo Varriale Metodo per la produzione di una tenuta multistrato e tenuta multistrato cosi' ottenuta
US20050051972A1 (en) * 2003-09-04 2005-03-10 Wang Shen-Ling Allen Constant velocity joint assembly and sealing boot
FR2902843A1 (fr) * 2006-06-23 2007-12-28 Snecma Sa Secteur de redresseur de compresseur ou secteur de distributeur de turbomachine
FR2941563B1 (fr) * 2009-01-26 2011-02-11 Commissariat Energie Atomique Barriere etanche pour microcomposant et procede de fabrication d'une telle barriere.

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020089126A1 (en) * 2000-10-04 2002-07-11 Yasunori Murakami Compound sheet gasket
JP4616869B2 (ja) * 2007-08-24 2011-01-19 三菱重工業株式会社 ガスタービン
US20090115142A1 (en) * 2007-11-01 2009-05-07 Ramon Kuczera Self-repairing boot for a constant velocity joint

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120135113A (ko) 2012-12-12
US9541197B2 (en) 2017-01-10
US20120306164A1 (en) 2012-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4495481B2 (ja) シール装置
KR101931374B1 (ko) 시일 시스템 및 제조 방법
JP4322600B2 (ja) シール装置
JP4212156B2 (ja) 可撓性布シール・アセンブリ
US8511982B2 (en) Compressor vane diaphragm
EP1662201B1 (en) Tile and exo-skeleton tile structure
CN107709708A (zh) 轴流式涡轮环组件
WO2009035487A1 (en) Wavy cmc wall hybrid ceramic apparatus
CN107810310A (zh) 以爪形离合器方式保持的涡轮环组件
WO2010068246A1 (en) Gas turbine regenerator apparatus and method of manufacture
US20190010827A1 (en) Expansion joint and methods of assembling the same
JP2014218999A (ja) 結合されたガスタービン界面シール
JP2016512865A (ja) 間隙を密封するためのシール要素
JP2013231425A (ja) タービンシステムにおけるトランジッションダクト用の可撓性シール
KR20170067708A (ko) 가요성 장치, 선형 회전 변환기 및 시스템
JPS6161038B2 (ko)
JP2019049260A (ja) ターボチャージャー
US7637289B1 (en) Sectional heat insulating jacket
US11286892B2 (en) Air pipe for motor vehicles
CN109863294B (zh) 具有动态可控的液力出口的热力发动机
GB2451113A (en) Corrugations of a heat exchanger matrix having first and second different amplitudes
JP4031726B2 (ja) エキスパンションジョイント及びその組み付け方法
CA1154802A (en) Expansion joint
JP5457218B2 (ja) 再生サイクルガスタービン装置
RU2354839C1 (ru) Узел соединения корпусов газогенератора и свободной турбины газотурбинного привода

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)