KR102238953B1 - 회전 기계의 흡인형 시일 어셈블리 및 그 조립 방법 - Google Patents

회전 기계의 흡인형 시일 어셈블리 및 그 조립 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 회전 기계에 사용하는 흡인형 페이스 시일은, 경사부를 갖는 반경방향 외면을 구비하는 회전 시일 링을 포함한다. 상기 회전 시일 링과의 사이에 제1 간극이 형성되도록 상기 회전 시일 링에 근접하게 고정 시일 링이 결합되어 있다. 상기 고정 시일 링은, 회전 기계의 중심축선을 따라 개방 위치와 밀봉 위치 사이에서 이동 가능하며, 상기 제1 간극을 가로지르는 방향으로 연장되는 연장 부재를 포함한다. 보조 시일은, 밀봉 이끝을 갖는 적어도 하나의 밀봉 치형부를 포함한다. 상기 적어도 하나의 밀봉 치형부는, 상기 밀봉 이끝과 상기 경사부 사이에 제2 간극이 형성되도록, 상기 연장 부재로부터 반경방향 내측으로 연장되어 있다.

Description

회전 기계의 흡인형 시일 어셈블리 및 그 조립 방법{A ROTARY MACHINE ASPIRATING SEAL ASSEMBLY AND METHOD OF ASSEMBLING THE SAME}
본 출원은 일반적으로는 회전 기계에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 회전 기계를 밀봉하는 흡인형 시일 어셈블리에 관한 것이다.
적어도 일부의 회전 기계, 예컨대 증기 터빈 엔진에는, 유체 유로가 관통 형성되어 있다. 유로는, 직렬식 흐름 관계로, 유체 입구, 터빈 및 유체 출구를 포함한다. 몇몇 공지의 회전 기계에서, 누출 유로는 주 유로의 상류측에서 고압 영역과 저압 영역 사이에 존재한다. 몇몇 회전 기계는, 회전 기계의 작동 효율의 증대를 도모하기 위해, 누출 유로에 복수의 밀봉 어셈블리를 사용한다. 일반적으로, 공지의 시일 어셈블리는, 고압 영역과 저압 영역 사이를 밀봉하기 위해, 고정 요소와 회전 요소 사이에 결합되어 있다.
미국 특허출원공개공보 US2008/0018054호 (2008년 1월 24일 공개)
몇몇 공지의 회전 기계에서, 유체역학적 페이스 시일은, 고정 요소와 회전 요소 사이의 간극을 통한 가압 프로세스 유체의 누출 감소를 도모하기 위해 사용될 수 있다. 유체역학적 페이스 시일은 일반적으로 회전 링과 고정(비회전) 링을 포함한다. 유체역학적 페이스 시일을 포함하는 적어도 몇몇 공지의 회전 기계의 기동시에, 회전 링과 고정 링은, 회전 기계 내에 압력이 고조되어 고정 링을 회전 링을 향해 이동시키기 전까지는 서로 멀어지는 방향으로 편향된다. 회전 링에 형성된 유체역학적 홈은, 작동 중에 유체역학적 힘을 발생시키는데, 이 힘은, 고정 링과 회전 링 사이에 작은 간극이 존재하도록, 고정 링이 회전 링으로부터 분리된 채로 유지되게 한다. 그러나, 고정 링에 작용하는 높은 압력이 너무 강하면, 상기 홈에 의해 발생되는 유체역학적 힘은, 고정 링이 회전 링에 충돌하여 회전 기계에 심각한 손상을 초래하는 것을 막기에는 불충분할 수 있다.
일 양태에서는, 중심축선을 갖는 회전 기계에 사용하는 흡인형 페이스 시일이 제공된다. 이 흡인형 페이스 시일은, 경사부를 갖는 반경방향 외면을 구비하는 회전 시일 링을 포함한다. 상기 회전 시일 링과의 사이에 제1 간극이 형성되도록 상기 회전 시일 링에 근접하게 고정 시일 링이 결합되어 있다. 상기 고정 시일 링은, 상기 중심축선을 따라 개방 위치와 밀봉 위치 사이에서 이동 가능하며, 상기 제1 간극을 가로지르는 방향으로 연장되는 연장 부재를 포함한다. 보조 시일은, 밀봉 이끝을 갖는 적어도 하나의 밀봉 치형부를 포함한다. 상기 적어도 하나의 밀봉 치형부는, 상기 밀봉 이끝과 상기 경사부 사이에 제2 간극이 형성되도록, 상기 연장 부재로부터 반경방향 내측으로 연장되어 있다.
다른 양태에서는, 회전 기계가 제공된다. 이 회전 기계는, 케이싱과, 중심축선을 형성하는 회전 샤프트를 포함한다. 또한, 이 회전 기계는, 상기 회전 샤프트에 결합된 회전 시일 링으로서, 경사부를 갖는 반경방향 외면을 포함하는 회전 시일 링을 구비하는 밀봉 시스템을 갖는다. 또한, 이 밀봉 시스템은, 상기 회전 시일 링과의 사이에 제1 간극이 형성되도록 상기 회전 시일 링에 근접하게 케이싱에 결합되어 있는 고정 시일 링을 포함한다. 상기 고정 시일 링은, 상기 중심축선을 따라 개방 위치와 밀봉 위치 사이에서 이동 가능하며, 상기 고정 시일 링은, 상기 제1 간극을 가로지르는 방향으로 연장되는 연장 부재를 포함한다. 또한, 이 밀봉 시스템은, 밀봉 이끝을 갖는 적어도 하나의 밀봉 치형부를 구비하는 보조 시일을 포함한다. 상기 적어도 하나의 밀봉 치형부는, 상기 밀봉 이끝과 상기 경사부 사이에 제2 간극이 형성되도록, 상기 연장 부재로부터 반경방향 내측으로 연장되어 있다.
또 다른 양태에서는, 회전 기계에 사용하는 밀봉 시스템의 조립 방법이 제공된다. 이 조립 방법은, 중심축선을 형성하는 회전 샤프트에 회전 시일 링을 결합하는 단계와, 상기 회전 시일 링과의 사이에 제1 간극이 형성되도록 상기 회전 시일 링에 근접하게 고정 시일 링을 결합하는 단계를 포함한다. 상기 고정 시일 링은, 상기 중심축선을 따라 개방 위치와 밀봉 위치 사이에서 이동 가능하다. 상기 고정 시일 링은, 상기 제1 간극을 가로지르는 방향으로 연장되는 연장 부재를 포함한다. 또한, 이 방법은, 회전 시일 링의 반경방향 외측에 보조 시일을 형성하는 단계를 포함한다. 보조 시일은, 밀봉 이끝을 갖는 적어도 하나의 밀봉 치형부를 포함한다. 상기 적어도 하나의 밀봉 치형부는, 상기 밀봉 이끝과 상기 경사부 사이에 제2 간극이 형성되도록, 상기 연장 부재로부터 반경방향 내측으로 연장되어 있다.
도 1은 예시적인 증기 터빈 엔진의 개략도이다.
도 2는 도 1에 획정된 영역에 대하여 취한 증기 터빈 엔진의 일부분을 보다 상세히 보여주는 개략도이다.
도 3은 개방 위치에 있는 예시적인 흡인형 페이스 시일 어셈블리의 개략적인 단면도이다.
도 4는 중간 위치에 있는 도 3에 도시된 흡인형 페이스 시일 어셈블리의 개략적인 단면도이다.
도 5는 밀봉 위치에 있는 상기 흡인형 페이스 시일 어셈블리의 개략적인 단면도이다.
본원에 기재된 예시적인 장치 및 시스템은, 회전 기계로부터 외부 환경으로 유체가 누출되는 상태로 작동될 수 있는 회전 기계와 관련된 상기한 단점들 중 적어도 일부를 해결한다. 본원에 기재된 실시형태들은, 회전 기계의 고정(비회전) 요소와 회전 요소 사이에 배치되며, 회전 기계의 성능의 향상에 일조하는 흡인형 페이스 시일 어셈블리를 제공한다. 보다 구체적으로, 본원에 기재된 흡인형 페이스 시일 어셈블리는, 회전 기계 내에 있어서 저압 영역과 고압 영역 사이의 유체 누출을 실질적으로 감소시키는 보조 시일을 포함한다. 상기 보조 시일은, 압력 강하를 야기하도록 상기 회전 요소 상의 경사 배향면을 따라 축방향으로 이동하고, 증기 터빈 엔진의 작동 중에 고정 요소가 회전 요소와 충돌하는 것을 방지하는 상기 고정 요소 상의 밀봉 치형부를 포함한다.
도 1은 예시적인 증기 터빈 엔진(10)의 개략도이다. 도 1은 예시적인 증기 터빈 엔진을 묘사하고 있지만, 본원에 기재된 밀봉 장치 및 시스템이 터빈 엔진의 어느 한 특정 타입에 제한되지 않는다는 점을 주목해야 할 필요가 있다. 당업자라면, 본원에 기재된 현재의 밀봉 장치 및 시스템은, 가스 터빈 엔진을 비롯한 임의의 회전 기계에서, 상기 밀봉 장치 및 시스템이 본원에 더 기재되어 있는 바와 같이 작동할 수 있게 하는 임의의 적절한 구성으로 사용될 수 있음을 이해할 것이다.
이 예시적인 실시형태에서, 증기 터빈 엔진(10)은 편류(片流) 증기 터빈 엔진이다. 별법으로서, 증기 터빈 엔진(10)은, 예컨대 저압 터빈, 대향류 고압 및 중간 압력 증기 터빈 조합, 복류(複流) 증기 터빈 등의 (이에 국한되는 것은 아님) 임의의 타입의 증기 터빈일 수 있다. 또한, 앞서 거론된 바와 같이, 본 발명은 증기 터빈 엔진에 사용되는 것으로만 국한되지 않고, 예컨대 가스 터빈 엔진 등의 다른 터빈 시스템에 사용될 수 있다.
이 예시적인 실시형태에서, 증기 터빈 엔진(10)은 회전 샤프트(14)에 결합되어 있는 복수의 터빈 단(段)(12)을 포함한다. 케이싱(16)은, 수평 방향으로 상측 절반부(18)와 하측 절반부(도시 생략)로 분할되어 있다. 증기 터빈 엔진(10)은 고압(HP) 증기 유입 도관(20)과 저압(LP) 증기 배출 도관(22)을 포함한다. 샤프트(14)는 중심축선(24)을 따라 케이싱(16)을 관통해 연장된다. 샤프트(14)는 그 양단부(30)에서 저널 베어링(도시 생략)에 의해 지지되어 있다. 샤프트(14)에 대해 케이싱(16)을 밀봉할 수 있게 하도록, 복수의 단부 패킹 영역 또는 밀봉 부재(32, 34, 36)가 회전 샤프트의 단부(30)와 케이싱(16) 사이에 결합되어 있다.
작동 중에, 고압 고온의 증기(40)가 보일러 등의 증기 공급원(도시 생략)으로부터 터빈 단(12)에 보내지며, 이 터빈 단(12)에 의해 열에너지가 기계적인 회전 에너지로 변환된다. 보다 구체적으로, 증기(40)는 케이싱(16)을 관통해 증기 유입 도관(20)을 거쳐 유입 용기(26)에 보내지며, 이 경우 샤프트(14)에 결합된 복수의 터빈 블레이드 또는 버켓(38)에 증기가 충격을 가하여, 중심축선(24) 둘레로의 샤프트(14)의 회전을 초래한다. 증기(40)는 증기 배출 도관(22)에서 케이싱(16)을 빠져나간다. 그 후, 증기(40)는 보일러(도시 생략)에 보내질 수 있고, 보일러에서 재가열되거나 시스템의 다른 구성 요소, 예컨대 저압 터빈 섹션 또는 응축기(도시 생략)에 보내질 수 있다.
도 2는 도 1에 획정된 영역(2)에 대하여 취한 증기 터빈 엔진(10)의 일부분을 보다 상세히 보여주는 개략도이다. 도 2에 도시된 예시적인 실시형태에서, 증기 터빈 엔진(10)은 샤프트(14)와, 케이싱(16)의 내부 쉘(44)에 결합된 스테이터 요소(42), 그리고 스테이터 요소(42)에 부착된 복수의 밀봉 부재(34)를 포함한다. 케이싱(16)과, 내부 쉘(44), 그리고 스테이터 요소(42)는 각각 샤프트(14)와 밀봉 부재(34) 둘레에서 둘레방향으로 연장되어 있다. 이 예시적인 실시형태에서, 밀봉 부재(34)는 스테이터 요소(42)와 샤프트(14) 사이에 구불구불한 밀봉 통로를 형성한다. 샤프트(14)는 복수의 터빈 단(12)을 포함하고, 고압 고온의 증기(40)는 증기 터빈 엔진(10)의 입구측(11)에 있는 하나 이상의 유입 용기(26)를 거쳐 상기 복수의 터빈 단을 통과한다. 터빈 단(12)은 복수의 입구 노즐(48)을 포함한다. 증기 터빈 엔진(10)이 본원에 기재된 바와 같이 작동할 수 있게 하는 임의의 수의 입구 노즐(48)이 증기 터빈 엔진(10)에 마련될 수 있다. 예를 들어, 증기 터빈 엔진(10)은 도 2에 도시된 것보다 많거나 적은 수의 입구 노즐(48)을 포함할 수 있다. 터빈 단(12)은 또한 복수의 터빈 블레이드 또는 버켓(38)을 포함한다. 증기 터빈 엔진(10)이 본원에 기재된 바와 같이 작동할 수 있게 하는 임의의 수의 버켓(38)이 증기 터빈 엔진(10)에 마련될 수 있다. 예를 들어, 증기 터빈 엔진(10)은 도 2에 도시된 것보다 많거나 적은 수의 버켓(38)을 포함할 수 있다. 증기(40)는 증기 유입 도관(20)을 통해 유입 용기(26)에 들어가고, 터빈 단(12)을 통과해 샤프트(14)의 길이방향 하류측으로 간다.
들어온 고압 고온의 증기(40)의 일부분은, 누출 영역(50)을 거쳐 단부 패킹 밀봉 부재(34)를 통과한다. 누출 영역(50)을 통한 증기(40)의 소실은 증기 터빈 엔진(10)의 효율 손실을 초래한다. 전술한 바와 같이, 예시적인 실시형태에 있어서 단부 패킹 영역(32)을 통한 증기(40)의 누출을 줄이기 위해, 증기 터빈 엔진(10)은 특유의 흡인형 페이스 시일 어셈블리(개략적으로 도면부호 52로 나타내어짐)를 포함한다.
도 3은 (도 1에 도시된) 증기 터빈 엔진(10)에 사용할 수 있는 흡인형 페이스 시일 어셈블리(52)의 개략적인 단면도이다. 도 3은 증기 터빈 엔진(10)에 압력이 가해지지 않거나 낮은 압력이 가해진 상태인 개방 위치에 있는 페이스 시일 어셈블리(52)를 보여준다. 도 4는 증기 터빈 엔진(10)이 도 3에 도시된 것보다는 높은 압력이 가해진 상태로 작동하고 있는 경우인, 중간 위치로 도시된 흡인형 페이스 시일 어셈블리(52)의 개략적인 단면도이다. 도 5는 증기 터빈 엔진(10)이 도 4에 도시된 것보다는 높은 압력이 가해진 상태로 적어도 기저 부하로 작동하고 있는 경우인, 밀봉 위치에 있는 흡인형 페이스 시일 어셈블리(52)의 개략적인 단면도이다. 이 예시적인 실시형태에서, 페이스 시일 어셈블리(52)는, 가압 프로세스 유체, 예컨대 증기(40)가, 비교적 저압인 영역(54)과 비교적 고압인 영역(56) 사이에서 누출되는 것을 감소하거나 혹은 방지할 수 있게 한다. 이 예시적인 실시형태에서, 페이스 시일 어셈블리(52)는, 터빈 단(12)의 입구측(11)에 있는 케이싱(16)의 내부 쉘(44)과 샤프트(14)의 사이에 배치된 고압 시일이다. 전술한 바와 같이, 증기 터빈 엔진(10)이 예시되어 있지만, 페이스 시일 어셈블리(52)는 자동 조정 시일이 바람직하거나 혹은 필요한 임의의 용례에 사용될 수 있다. 이 예시적인 실시형태에서, 페이스 시일 어셈블리(52)는, 샤프트(14)의 중심축선(24)에 대해 동심 관계에 있고 상기 중심축선 둘레로 연장되어 있는, 회전 시일 링(58), 고정 시일 링(60) 및 시일 하우징(62)을 포함한다. 회전 시일 링(58)과 고정 시일 링(60)은 함께, 우회하는 혹은 구불구불한 증기(40)의 누출 통로(64)를 형성하고 또한 이 누출 통로(64)에 대한 1차 시일(66)을 형성한다.
이 예시적인 실시형태에서, 회전 시일 링(58)은 샤프트(14)에 결합되어 있고 이 샤프트와 함께 회전 가능하다. 별법으로서, 회전 시일 링(58)은 샤프트(14)와 일체로 된 부분으로서 형성될 수 있다. 이 예시적인 실시형태에서, 회전 시일 링(58)은 대략 디스크 형상이고, 채널 또는 홈(70) 등의 유체역학적 특징부가 형성되어 있으며 축방향으로 대면하는 회전 밀봉면(68)을 포함한다. 증기 터빈 엔진(10)의 작동 중에, 홈(70)은 예컨대 증기(40) 등의 프로세스 유체를 회전 시일 링(58)과 고정 시일 링(60) 사이로 향하게 하여, 전체적으로 두께가 약 0.002 인치 이하인 프로세스 유체막 층을 형성한다. 별법으로서 또는 추가적으로, 홈(70)은 고정 시일 링(60)의 고정 밀봉면(72)에 형성될 수 있다. 회전 밀봉면(68)과 고정 밀봉면(72)의 사이에 축방향 배향 간극(74)이 형성되도록, 고정 밀봉면(72)은 회전 시일 링(58)의 회전 밀봉면(68)에 근접 배치되어 있다.
이 예시적인 실시형태에서, 시일 하우징(62)은 고정 시일 링(60)을 케이싱(16)의 내부 쉘(44)에 결합하도록 구성되어 있다. 몇몇 실시형태에서, 시일 하우징(62)은 케이싱(16)의 내부 쉘(44)과 일체로 이루어질 수 있다. 또한, 몇몇 대안적인 실시형태에서, 고정 시일 링(60)은 내부 쉘(44)에 직접 결합될 수 있다. 시일 하우징(62)은 축방향으로 연장되는 비회전 요소로서, 고정 시일 링(60)이 축방향으로 병진 운동하는 회전 시일 링(58)을 따라 움직이면서 밀봉을 제공하도록 축방향으로 미끄럼 이동 가능하게 하는 반경방향 2차 시일(76)을 포함하는 요소이다. 또한, 시일 하우징(62)은, 스프링 등의 편향 요소(80)를 내부에 수용하도록 구성되어 있는 하나 이상의 스프링 시트(78)를 포함한다. 편향 요소(80)는, 스프링 시트(78)와 고정 시일 링(60)의 사이에서 연장되어 있고, 압력이 가해지지 않거나 낮은 압력이 가해진 상태에서는, 고정 시일 링(60)을 회전 시일 링(58)으로부터 멀어지는 방향으로 편향시켜, 회전 밀봉면(68)과 고정 밀봉면(72)간의 초기 접촉 없이 회전 샤프트(14)가 회전할 수 있게 하도록 구성되어 있다. 시일 하우징(62)은, 고정 시일 링(60)의 외측 가장자리에 형성된 정렬 슬롯(84)에 결합되며, 반경방향 내측으로 연장되는 정렬 부재(82)를 포함할 수 있다. 고정 시일 링(60)이 중심축선(24)을 따라 축방향으로는 이동 가능하지만 측방 이동 또는 회전 이동은 불가능하도록, 고정 시일 링(60)은 시일 하우징(62)에 결합되어 있다. 이러한 슬롯내 설형부 결합은, 고정 시일 링(60)이 회전 시일 링(58)과 함께 회전하는 것을 방지하는 회전 방지 특징으로서 작용한다.
이 예시적인 실시형태에서, 흡인형 페이스 시일 어셈블리(52)는, 회전 시일 링(58)의 반경방향 외측 단부(88)의 인접하게 위치해 있는 보조 시일(86)을 포함한다. 보조 시일(86)은, 누출 통로(64)를 통과하는 공기 흐름을 제한하고, 증기 터빈 엔진(10)의 작동시에, 고정 시일 링(60)을 중심축선(24)(도 1 및 도 2에 도시)을 따라 회전 시일 링(58)을 향해, 보다 구체적으로는 회전 밀봉면(68)을 향해 압박하기에 충분한 압력을 형성하도록 구성되어 있다. 반경방향 외측 단부(88)는, 회전 시일 링(58)의 회전 밀봉면(68)과 그 반대측의 상류측 면(92) 사이에서 축방향으로 연장되는 반경방향 외면(90)을 포함한다. 반경방향 외면(90)은, 회전 밀봉면(68)에 대해 경사지게 배향된 경사부(94)를 포함하고, 즉 반경방향 외면(90)의 적어도 일부분은 중심축선(24)에 평행하지 않다. 이 예시적인 실시형태에서, 경사부(94)는 실질적으로 평면형이고, 상류측 면(92)의 길이가 회전 밀봉면(68)의 길이보다 짧도록 경사부는 반경방향 외측 단부(88)로부터 샤프트(14)를 향해 반경방향 내측으로 경사져 있다. 별법으로서, 경사부(94)는 평면형이 아니라 실질적으로 아치형일 수 있다. 이 예시적인 실시형태에서, 경사부(94)는 회전 밀봉면(68)과 상류측 면(92) 사이의 거리의 일부에 걸쳐서만 연장된다. 별법으로서, 경사부(94)는 회전 밀봉면(68)과 상류측 면(92) 사이의 전체 거리에 걸쳐 연장될 수 있다. 일반적으로, 경사부(94)는, 회전 밀봉면(68)과 상류측 면(92) 사이에서 보조 시일(86)이 본원에 기재된 바와 같이 작용할 수 있게 하는 임의의 거리로 연장된다.
이 예시적인 실시형태에서, 보조 시일(86)은 또한, 고정 시일 링(60)으로부터 축방향으로 누출 통로(64)를 가로질러 연장되는 연장 부재(96)에 의해 형성된다. 연장 부재(96)의 말단부는 적어도 하나의 보조 밀봉 치형부(98)를 포함하고, 이 밀봉 치형부(98)는 회전 시일 링(58)의 반경방향 외측 단부(88)의 반경방향 바깥쪽에 위치해 있다. 밀봉 치형부(98)는 반경방향 외측 단부(88)를 향해 반경방향 내측으로 연장되며, 이끝(100)에서 종단된다. 이 예시적인 실시형태에서는, 이끝(100)과 반경방향 외면(90)의 경사부(94) 사이에 반경방향 배향 간극(102)이 형성되도록, 이끝(100)이 경사부(94)의 반경방향 바깥쪽에 위치해 있다.
증기 터빈 엔진(10)의 작동중에, 흡인형 페이스 시일 어셈블리(52)는, 고정 시일 링(60)에 힘이 작용한 결과로, 중심축선(24)을 따라 개방 위치와 밀봉 위치 사이에서 축방향으로 이동 가능하도록 구성되어 있다. 상기 힘은, 저압 영역(54) 및 고압 영역(56)의 압력이 고정 시일 링(60)의 여러 면에 작용한 결과로 발생한 것이다. 저출력 혹은 무출력 상태 동안에, 흡인형 페이스 시일 어셈블리(52)는, 고정 시일 링(60) 및 고정 밀봉면(72)이 편향 요소(80)에 의해 회전 시일 링(58) 및 회전 밀봉면(68)으로부터 멀어지게 편향되어 있는 개방 위치(도 3에 도시)에 있다. 개방 위치에서, 증기 터빈 엔진(10)은 압력이 가해지지 않거나 낮은 압력이 가해지는 상태로 작동되고, 및/또는 고압 영역(56)의 압력과 저압 영역(54)의 압력은 실질적으로 동일하다. 축방향 배향 간극(74)이 폭 W1을 형성하도록, 편향 요소(80)는 고정 시일 링(60)을 회전 시일 링(58)으로부터 멀어지게 압박한다. 또한, 개방 위치에서, 보조 시일(86)의 밀봉 치형부(98)는, 경사부(94)의 반경방향 바깥쪽에 배치되어 있고, 반경방향 배향 간극(102)이 상기 폭 W1보다 작은 폭 W2를 형성하도록, 실질적으로 회전 밀봉면(68)과 상류측 면(92) 사이의 중간에 배치되어 있다.
이 예시적인 실시형태에서는, 증기 터빈 엔진(10)을 시동하고 나서, 그리고 증기 터빈 엔진이 기저 작동 부하에 도달하기 이전에, 흡인형 페이스 시일 어셈블리(52)는 중간 위치에 있다(도 4에 도시). 증기 터빈 엔진(10)을 시동하였을 때, 밀봉 치형부(98)는, 고압의 누출 공기가 고압 영역(56)으로부터 누출 통로(64)를 통과해 저압 영역(54)으로 흘러들어가는 것을 제한하고, 그 결과 저압 영역(54)과 고압 영역(56) 사이에 차압이 유발된다. 저압 영역(54)과 고압 영역(56) 사이의 차압은, 고정 시일 링(60)에 폐쇄 압박력으로서 작용하고, 편향 요소(80)에 의해 유발된 편향력을 압도하여, 고정 시일 링(60)을 회전 시일 링을 향해 압박한다. 이러한 중간 위치에서, 상기 차압은, 축방향 배향 간극(74)이 폭 W1보다 작은 폭 W3을 형성하도록, 고정 시일 링(60)을 회전 시일 링(58)을 향해 편향시킨다. 또한, 고정 시일 링(60)이 회전 시일 링(58)을 향해 이동할 때, 밀봉 치형부의 이끝(100)은 상류측 면(92)을 향해 경사부(94)를 따라 축방향으로 이동하고, 그 결과 반경방향 배향 간극(102)은 폭 W2보다 큰 폭 W4를 형성한다. 이 중간 위치에 있을 때, 축방향 배향 간극(74)은 개방 위치에 있을 때보다 좁고, 반경방향 배향 간극(102)은 개방 위치에 있을 때보다 넓다. 상기한 바와 같이 반경방향 외면(90)을 비스듬하게 경사진 형상으로 함으로써, 고정 시일 링(60)이 회전 시일 링(58)을 향해 축방향으로 이동할 때, 반경방향 배향 간극(102)이 넓어질 수 있게 된다. 반경방향 배향 간극(102)이 넓어지는 것과 축방향 배향 간극(74)이 좁아지는 것은, 고정 시일 링(60)이 회전 시일 링(58)을 향해 다가가는 속도가 느려지도록, 저압 영역(54)과 고압 영역(56) 사이의 차압을 줄이는 작용을 한다.
고출력 작동 동안에, 예컨대 증기 터빈 엔진(10)이 기저 부하로 작동하고 있을 때, 흡인형 페이스 시일 어셈블리(52)는, 고압 영역(56)으로부터 저압 영역(54)으로의 공기의 흐름을 더 제한하는 밀봉 위치(도 5에 도시)에 있고, 이에 따라 실질적으로 누출 통로(64)가 밀봉되며 증기 터빈 엔진(10)의 효율이 증대된다. 또한, 증기 터빈 엔진(10)의 압력 부하가 증대됨에 따라, 고압 영역(56) 내의 압력이 상승하고, 이에 따라 고정 시일 링(60)은 중심축선(24)을 따라 회전 시일 링(58)을 향해 더 다가가게 되며, 그 결과 축방향 배향 간극(74)이 더 좁아져, 폭 W3보다 좁은 폭 W5를 형성하게 된다. 전술한 바와 같이, 회전 밀봉면(68) 및/또는 고정 밀봉면(72) 중의 적어도 하나는 홈(70)을 포함하는데, 이 홈은, 공기의 일부분을 누출 통로(64)에 가두고, 고정 시일 링(60)에 작용하는 비교적 높은 압력에 의해 발생되는 편향력에 적어도 부분적으로 대항하는 유체역학적 힘을 발생시킨다. 그러나, 이 유체역학적 힘은, 고압의 공기에 의해 야기되는 힘을 완전히 상쇄시키기에는 충분하지 못할 수 있고, 그 결과 고정 시일 링(60)과 회전 시일 링(58)간의 접촉이 초래될 수 있다.
이 예시적인 실시형태에서는, 고정 시일 링(60)에 작용하는 압박력이 점차 줄어들고, 그에 따라 고정 시일 링(60)이 회전 시일 링(58)에 다가가는 속도가 느려지며, 축방향 배향 간극(74)의 작동 클리어런스가 유지되도록, 보조 시일(86)은 저압 영역(54)과 고압 영역(56) 사이에서의 압력 강하를 점차 줄이도록 구성되어 있다. 증기 터빈 엔진(10)이 기저 부하에 도달하고, 흡인형 페이스 시일 어셈블리(52)가 밀봉 위치에 접근할 때, 밀봉 치형부(98)는 반경방향 외면(90)의 경사부(94)를 따라 축방향으로 상류측 면(92)을 향해 이동하고, 그 결과 반경방향 배향 간극(102)은 폭 W4보다 큰 폭 W6을 형성한다. 이 밀봉 위치에 있을 때, 축방향 배향 간극(74)은 중간 위치에 있을 때보다 좁고, 반경방향 배향 간극(102)은 중간 위치에 있을 때보다 넓다. 또한, 밀봉 위치에 있어서, 축방향 배향 간극(74)의 폭 W5는 반경방향 배향 간극(102)의 폭 W6보다 좁다. 경사부(94)가 이끝(100)으로부터 멀어져 감에 따라 반경방향 배향 간극(102)이 넓어지는 것과, 고정 시일 링(60)이 회전 시일 링(58)에 다가감에 따라 축방향 배향 간극(74)이 좁아지는 것은, 고정 시일 링(60)이 회전 시일 링(58)을 향해 다가가는 속도가 느려지도록, 저압 영역(54)과 고압 영역(56) 사이의 차압을 더 줄이는 작용을 하고, 홈(70)에 의해 발생된 유체역학적 힘은 폭 W5의 작동 클리어런스를 유지하기에 충분하며, 고정 시일 링(60)과 회전 시일 링(58)의 충돌을 방지하기에 충분하다.
전술한 바와 같이, 흡인형 페이스 시일 어셈블리(52)는, 고정 시일 링(60)이 회전 시일 링(58)과 접촉할 때 발생하는 대향 밀봉면(68, 72)의 발열 및 스크래칭을 상당 부분 방지하여, 회전 요소에의 열입력을 줄이고, 대향 밀봉면(68, 72)의 매끄러운 표면 마무리 상태를 유지시키는 보조 시일(86)을 포함한다. 이로써, 재료 열화 및 조기 부품 고장의 가능성이 줄어든다. 또한, 회전 시일 링(58)으로의 열전달을 더 최소화하기 위해, 경사부(94) 및/또는 이끝(100)에 코팅을 도포할 수 있다.
본원에 기재된 어셈블리 및 방법은, 고압 영역과 저압 영역 사이의 압력 강하를 감소시키고, 회전 요소와의 충돌을 방지하도록 고정 요소의 축방향 이동의 속도를 실질적으로 늦춤으로써, 회전 기계의 성능을 향상시킬 수 있게 한다. 구체적으로, 본원에 기재된 흡인형 페이스 시일 어셈블리는, 회전 요소의 경사 배향면의 반경방향 바깥쪽에, 이 경사 배향면과의 사이에 반경방향 간극이 형성되도록 배치되어 있는 고정(비회전) 밀봉 치형부를 구비하는 보조 시일을 포함한다. 밀봉 치형부가 경사 배향면을 따라 축방향으로 이동하면, 상기 반경방향 간극이 넓어지고, 고압 영역과 저압 영역 사이의 차압이 감소될 수 있게 된다. 따라서, 이러한 보조 시일이 없는 공지된 흡인형 시일과는 달리, 본원에 기재된 방법 및 어셈블리는, 회전 요소와의 충돌을 방지하도록 고정 요소의 이동 속도를 늦추고, 그에 따라 증기 터빈 엔진 및 그 구성요소의 효율 및 운전 수명을 증대시킬 수 있게 한다.
본원에 기재된 방법 및 시스템은 본원에 기재된 특정 실시형태에 국한되지 않는다. 예를 들어, 각 시스템의 구성요소 및/또는 각 방법의 단계는, 본원에 기재된 다른 구성요소 및/또는 단계로부터 독립적 및 단독적으로 사용 및/또는 실시될 수 있다. 추가적으로, 각 구성요소 및/또는 단계는 또한 다른 어셈블리 및 방법과 함께 사용 및/또는 실시될 수 있다.
여러 특정 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였지만, 당업자라면 청구범위의 정신 및 범위 내에서 본 발명에 변경을 실시할 수 있음을 인지할 것이다.

Claims (20)

  1. 중심축선을 갖는 회전 기계에 사용하는 흡인형 페이스 시일로서, 상기 흡인형 페이스 시일은,
    밀봉면, 반대측의 상류측 면, 및 경사부를 갖는 반경방향 외면을 포함하는 회전 시일 링으로서, 상기 반경방향 외면은 상기 밀봉면과 상기 상류측 면 사이에서 연장되고, 상기 밀봉면은 상기 상류측 면의 반경보다 큰 반경을 가지며, 상기 경사부는 상기 밀봉면에 근접한 제1 단부로부터 상기 상류측 면에 근접한 제2 단부를 향해 반경방향 내측으로 경사지는 것인, 회전 시일 링;
    밀봉면을 갖는 고정 시일 링으로서, 상기 고정 시일 링의 밀봉면과 상기 회전 시일 링의 밀봉면 사이에 축방향으로 제1 간극이 형성되도록 상기 회전 시일 링에 근접하게 결합되고, 상기 제1 간극을 가로지르는 방향으로 연장되는 연장 부재를 구비하는 고정 시일 링;
    밀봉 이끝을 갖는 적어도 하나의 밀봉 치형부를 포함하는 보조 시일로서, 상기 적어도 하나의 밀봉 치형부는, 상기 밀봉 이끝과 상기 경사부 사이에 반경방향으로 제2 간극이 형성되도록, 상기 연장 부재로부터 반경방향 내측으로 연장되어 있는 것인 보조 시일
    을 포함하고,
    상기 고정 시일 링은 상기 중심축선을 따라 제1 위치와 제2 위치 사이에서 축방향으로 이동가능하고, 상기 제1 위치에서는 상기 제1 간극이 제1 폭을 형성하고 상기 제2 간극이 제2 폭을 형성하며, 상기 제2 위치에서는 상기 제1 간극이 상기 제1 폭보다 작은 제3 폭을 형성하고 상기 제2 간극이 상기 제2 폭보다 큰 제4 폭을 형성하는 것인, 흡인형 페이스 시일.
  2. 제1항에 있어서, 상기 보조 시일은, 상기 제1 간극의 상류측의 고압 영역과 상기 제1 간극의 하류측의 저압 영역 사이의 차압으로 인하여, 상기 고정 시일 링이 제1 위치로부터 제2 위치로 축방향으로 이동하게 되도록, 상기 제1 간극을 통과하는 프로세스 유체의 흐름을 제한하는 것인 흡인형 페이스 시일.
  3. 제2항에 있어서, 상기 보조 시일은, 제1 위치로부터 제2 위치로의 이행 과정에서, 상기 고정 시일 링이 상기 회전 시일 링에 다가가는 속도를 줄일 수 있게 하도록, 상기 차압을 감소시키는 것인 흡인형 페이스 시일.
  4. 제1항에 있어서, 상기 경사부는 아치형인 것인 흡인형 페이스 시일.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2 폭은 상기 제1 폭보다 작고, 상기 제4 폭은 상기 제3 폭보다 큰 것인 흡인형 페이스 시일.
  6. 제1항에 있어서, 시일 하우징, 그리고 상기 고정 시일 링과 상기 시일 하우징의 사이에서 연장되는 편향 요소를 더 포함하고, 상기 편향 요소는, 제1 위치에서 상기 고정 시일 링을 상기 회전 시일 링으로부터 멀어지는 방향으로 편향시키도록 되어 있는 것인 흡인형 페이스 시일.
  7. 제1항에 있어서, 제1 위치에서, 상기 회전 기계는 압력이 가해지지 않은 상태 및 낮은 압력이 가해진 상태 중 어느 한 상태에 있고, 제2 위치에서, 상기 회전 기계는 상대적으로 높은 압력의 작동 상태에 있는 것인 흡인형 페이스 시일.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 위치에서 상기 밀봉 이끝은 상기 경사부의 중심부 위에 위치되고, 상기 제2 위치에서 상기 밀봉 이끝은 상기 경사부의 제2 단부에 근접하게 위치되는 것인 흡인형 페이스 시일.
  9. 회전 기계로서,
    케이싱;
    중심축선을 형성하는 회전 샤프트; 및
    밀봉 시스템
    을 포함하고, 상기 밀봉 시스템은,
    상기 회전 샤프트에 결합된 회전 시일 링으로서, 상기 회전 시일 링은 밀봉면, 반대측의 상류측 면, 및 경사부를 갖는 반경방향 외면을 포함하고, 상기 반경방향 외면은 상기 밀봉면과 상기 상류측 면 사이에서 연장되며, 상기 밀봉면은 상기 상류측 면의 반경보다 큰 반경을 가지고, 상기 경사부는 상기 밀봉면에 근접한 제1 단부로부터 상기 상류측 면에 근접한 제2 단부를 향해 반경방향 내측으로 경사지는 것인, 회전 시일 링;
    밀봉면을 갖는 고정 시일 링으로서, 상기 고정 시일 링의 밀봉면과 상기 회전 시일 링의 밀봉면 사이에 축방향으로 제1 간극이 형성되도록 상기 회전 시일 링에 근접하게 결합되고, 상기 제1 간극을 가로지르는 방향으로 연장되는 연장 부재를 구비하는 고정 시일 링; 및
    밀봉 이끝을 갖는 적어도 하나의 밀봉 치형부를 포함하는 보조 시일로서, 상기 적어도 하나의 밀봉 치형부는, 상기 밀봉 이끝과 상기 경사부 사이에 반경방향으로 제2 간극이 형성되도록, 상기 연장 부재로부터 반경방향 내측으로 연장되어 있는 것인 보조 시일
    을 포함하며,
    상기 고정 시일 링은 상기 중심축선을 따라 제1 위치와 제2 위치 사이에서 축방향으로 이동가능하고, 상기 제1 위치에서는 상기 제1 간극이 제1 폭을 형성하고 상기 제2 간극이 제2 폭을 형성하며, 상기 제2 위치에서는 상기 제1 간극이 상기 제1 폭보다 작은 제3 폭을 형성하고 상기 제2 간극이 상기 제2 폭보다 큰 제4 폭을 형성하는 것인, 회전 기계.
  10. 제9항에 있어서, 상기 보조 시일은, 상기 제1 간극의 상류측의 고압 영역과 상기 제1 간극의 하류측의 저압 영역 사이의 차압으로 인하여, 상기 고정 시일 링이 제1 위치로부터 제2 위치로 축방향으로 이동하게 되도록, 상기 제1 간극을 통과하는 프로세스 유체의 흐름을 제한하는 것인 회전 기계.
  11. 제10항에 있어서, 상기 보조 시일은, 제1 위치로부터 제2 위치로의 이행 과정에서, 상기 고정 시일 링이 상기 회전 시일 링에 다가가는 속도를 줄일 수 있게 하도록, 상기 차압을 감소시키는 것인 회전 기계.
  12. 제9항에 있어서, 상기 경사부는 원뿔형인 것인 회전 기계.
  13. 제9항에 있어서, 상기 제2 폭은 상기 제1 폭보다 작고, 상기 제4 폭은 상기 제3 폭보다 큰 것인 회전 기계.
  14. 제9항에 있어서, 제1 위치로부터 제2 위치로의 이행 과정에서, 상기 적어도 하나의 밀봉 치형부는 상기 경사부를 따라 축방향으로 이동하는 것인 회전 기계.
  15. 제9항에 있어서, 상기 경사부는 상기 중심축선을 향하여 반경방향 내측으로 경사져 있는 것인 회전 기계.
  16. 제9항에 있어서, 제1 위치에서, 상기 회전 기계는 압력이 가해지지 않은 상태 또는 낮은 압력이 가해진 상태 중 어느 한 상태에 있고, 제2 위치에서, 상기 회전 기계는 상대적으로 높은 압력의 작동 상태에 있는 것인 회전 기계.
  17. 회전 기계에 사용하는 밀봉 시스템의 조립 방법으로서,
    중심축선을 형성하는 회전 샤프트에 회전 시일 링을 결합하는 단계로서, 상기 회전 시일 링은 밀봉면, 반대측의 상류측 면, 및 경사부를 갖는 반경방향 외면을 포함하고, 상기 반경방향 외면은 상기 밀봉면과 상기 상류측 면 사이에서 연장되며, 상기 밀봉면은 상기 상류측 면의 반경보다 큰 반경을 가지며, 상기 경사부는 상기 밀봉면에 근접한 제1 단부로부터 상기 상류측 면에 근접한 제2 단부를 향해 반경방향 내측으로 경사지는 것인, 회전 시일 링 결합 단계;
    고정 시일 링의 밀봉면과 상기 회전 시일 링의 밀봉면 사이에 축방향으로 제1 간극이 형성되도록 상기 회전 시일 링에 근접하게 밀봉면을 갖는 고정 시일 링을 결합하는 단계로서, 상기 고정 시일 링은 상기 제1 간극을 가로지르는 방향으로 연장되는 연장 부재를 구비하는 것인, 고정 시일 링 결합 단계; 및
    상기 회전 시일 링의 반경방향 외측에 보조 시일을 형성하는 단계로서, 상기 보조 시일은, 밀봉 이끝을 갖는 적어도 하나의 밀봉 치형부를 포함하고, 상기 적어도 하나의 밀봉 치형부는, 상기 밀봉 이끝과 상기 경사부 사이에 반경방향으로 제2 간극이 형성되도록, 상기 연장 부재로부터 반경방향 내측으로 연장되어 있는 것인, 보조 시일 형성 단계
    를 포함하고,
    상기 고정 시일 링은 상기 중심축선을 따라 제1 위치와 제2 위치 사이에서 축방향으로 이동가능하고, 상기 제1 위치에서는 상기 제1 간극이 제1 폭을 형성하고 상기 제2 간극이 제2 폭을 형성하며, 상기 제2 위치에서는 상기 제1 간극이 상기 제1 폭보다 작은 제3 폭을 형성하고 상기 제2 간극이 상기 제2 폭보다 큰 제4 폭을 형성하는 것인, 조립 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 보조 시일 형성 단계는, 상기 제1 간극의 상류측의 고압 영역과 상기 제1 간극의 하류측의 저압 영역 사이의 차압으로 인하여, 상기 고정 시일 링이 제1 위치로부터 제2 위치로 축방향으로 이동하게 되도록, 상기 제1 간극을 통과하는 프로세스 유체의 흐름을 제한하는 단계를 더 포함하는 것인 조립 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 보조 시일 형성 단계는, 제1 위치로부터 제2 위치로의 이행 과정에서, 상기 고정 시일 링이 상기 회전 시일 링에 다가가는 속도를 줄일 수 있게 하도록, 상기 차압을 감소시키는 단계를 더 포함하는 것인 조립 방법.
  20. 제17항에 있어서, 상기 회전 시일 링에 근접하게 고정 시일 링을 결합하는 단계는, 상기 제2 폭이 상기 제1 폭보다 작고 상기 제4 폭이 상기 제3 폭보다 크도록, 상기 회전 시일 링에 근접하게 고정 시일 링을 결합하는 단계를 더 포함하는 것인 조립 방법.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9732622B1 (en) * 2015-06-16 2017-08-15 Florida Turbine Technologies, Inc. Self-balancing air riding seal for a turbine
US10823184B2 (en) * 2016-07-28 2020-11-03 General Electric Company Engine with face seal
US10359117B2 (en) * 2017-03-06 2019-07-23 General Electric Company Aspirating face seal with non-coiled retraction springs
US10329938B2 (en) * 2017-05-31 2019-06-25 General Electric Company Aspirating face seal starter tooth abradable pocket
US10443655B2 (en) * 2017-09-11 2019-10-15 Kaydon Ring & Seal, Inc. Combination bearing and seal assembly with common outer body
US10458267B2 (en) 2017-09-20 2019-10-29 General Electric Company Seal assembly for counter rotating turbine assembly
US10711629B2 (en) 2017-09-20 2020-07-14 Generl Electric Company Method of clearance control for an interdigitated turbine engine
EP3830396B1 (en) * 2018-09-05 2021-10-27 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Non-contact seal with anti-rotation features
US11118469B2 (en) 2018-11-19 2021-09-14 General Electric Company Seal assembly for a turbo machine
US10968762B2 (en) * 2018-11-19 2021-04-06 General Electric Company Seal assembly for a turbo machine
US10900570B2 (en) * 2018-11-27 2021-01-26 General Electric Company Aspirating face seal assembly for a rotary machine
US10895324B2 (en) * 2018-11-27 2021-01-19 General Electric Company Aspirating face seal assembly for a rotary machine
US11371374B2 (en) * 2020-07-22 2022-06-28 Raytheon Technologies Corporation Seal runner flow damper
US11428160B2 (en) 2020-12-31 2022-08-30 General Electric Company Gas turbine engine with interdigitated turbine and gear assembly

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080018054A1 (en) * 2006-07-20 2008-01-24 General Electric Company Aspirating labyrinth seal

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3383033A (en) * 1966-04-27 1968-05-14 Gen Electric Sealing means for axial flow compressor discharge
US4666369A (en) * 1985-03-21 1987-05-19 General Electric Company Apparatus for sealing joints of a steam turbine shell
US5284347A (en) * 1991-03-25 1994-02-08 General Electric Company Gas bearing sealing means
US6145840A (en) * 1995-06-02 2000-11-14 Stein Seal Company Radial flow seals for rotating shafts which deliberately induce turbulent flow along the seal gap
CN1215251C (zh) * 1996-08-05 2005-08-17 罗纳德·E·布兰登 流体涡轮机的密封装置
US5975537A (en) 1997-07-01 1999-11-02 General Electric Company Rotor and stator assembly configured as an aspirating face seal
US7044470B2 (en) 2000-07-12 2006-05-16 Perkinelmer, Inc. Rotary face seal assembly
AU2002322389A1 (en) 2001-07-06 2003-01-21 R And D Dynamics Corporation Hydrodynamic foil face seal
US6676369B2 (en) 2002-03-26 2004-01-13 General Electric Company Aspirating face seal with axially extending seal teeth
US6758477B2 (en) 2002-03-26 2004-07-06 General Electric Company Aspirating face seal with axially biasing one piece annular spring
US6719296B2 (en) * 2002-07-12 2004-04-13 General Electric Company Seal for a rotating member
GB0317055D0 (en) 2003-07-22 2003-08-27 Cross Mfg Co 1938 Ltd Improvements relating to aspirating face seals and thrust bearings
US20070235946A9 (en) * 2004-05-28 2007-10-11 Garrison Glenn M Air riding seal
FR2873183B1 (fr) * 2004-07-16 2007-11-30 Thales Sa Dispositif d'etancheite d'une machine tournante
US7175388B2 (en) * 2005-04-21 2007-02-13 Pratt & Whitney Canada Corp. Integrated labyrinth and carbon seal
CA2591249A1 (en) * 2006-06-10 2007-12-10 General Electric Company Aspirating labyrinth seal
CN101113677A (zh) * 2006-06-10 2008-01-30 通用电气公司 吸气迷宫式密封件
US7631879B2 (en) * 2006-06-21 2009-12-15 General Electric Company “L” butt gap seal between segments in seal assemblies
US20110229311A1 (en) * 2007-07-30 2011-09-22 Kripa Varanasi Seal assembly
US8105021B2 (en) * 2007-08-20 2012-01-31 United Technologies Corp. Gas turbine engine systems involving hydrostatic face seals with integrated back-up seals
US8905408B2 (en) * 2008-05-22 2014-12-09 Stein Seal Company Windback device for a circumferential seal
US8181966B2 (en) * 2009-01-12 2012-05-22 Kaydon Ring & Seal, Inc. Gas seal for aerospace engines and the like
US20120251290A1 (en) * 2011-03-31 2012-10-04 General Electric Company Aspirating face seal, and a related method thereof

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080018054A1 (en) * 2006-07-20 2008-01-24 General Electric Company Aspirating labyrinth seal

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CN104632297A (zh) 2015-05-20
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