KR20000023253A

KR20000023253A - 하이브리드 시일 및 이러한 하이브리드 시일을 포함하는회전 장치

Info

Publication number: KR20000023253A
Application number: KR1019990040025A
Authority: KR
Inventors: 바게팔리바랏삼파스쿠마; 턴퀴스트노먼아놀드; 스키너데이비드로버트
Original assignee: 제이 엘. 차스킨, 버나드 스나이더, 아더엠. 킹; 제너럴 일렉트릭 캄파니
Priority date: 1998-09-23
Filing date: 1999-09-17
Publication date: 2000-04-25
Also published as: EP0989342A3; US6030175A; JP2000130604A; EP0989342A2

Abstract

본 발명은 하이브리드 시일 세그먼트와 이러한 하이브리드 시일 세그먼트를 포함하는 회전 장치(증기나 가스 터빈과 같은)를 제공한다. 상기 장치는 회전자, 고정자 케이스 및 하이브리드 시일 세그먼트를 구비한다. 환상의 하이브리드 시일 세그먼트는 축을 따라 서로 이격되어 있는 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트 사이에 원주상으로 연장하는 채널을 가지며, 이 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트는 래버린스 시일 세그먼트로부터 원주상으로 오프셋된 방사상 외향에 위치하는 장착 블럭에 부착된다. 이 채널에는 브러시 시일 세그먼트가 배치된다.

Description

하이브리드 시일 및 이러한 하이브리드 시일을 포함하는 회전 장치{HYBRID SEAL AND ROTARY MACHINE CONTAINING SUCH HYBRID SEAL}

본 발명은 시일(seal)에 관한 것으로, 특히 회전 장치용 하이브리드 래버린스 브러시 시일(Hybrid labyrinth-brush seal)에 관한 것이다.

회전 장치는 증기 터빈용 터빈, 압축기 및 가스 터빈용 터빈을 포함한다. 증기 터빈은 통상 연속적인 흐름 관계로 증기 유입구, 터빈 및 증기 배출구를 포함하는 증기 경로를 갖는다. 가스 터빈은 통상 연속적인 흐름 관계로 공기 유입구, 압축기, 연소기, 터빈 및 가스 배출구(또는 배기 노즐)를 포함하는 가스 경로를 갖는다. 고압 영역에서 저압 영역으로 가스나 증기 경로의 외부로부터 또는 가스나 증기 경로내로의 가스 또는 증기 누설은 일반적으로 바람직하지 않다. 예를 들어, 터빈이나 압축기의 회전자와 터빈이나 압축기 케이스 사이의 가스 터빈의 터빈 또는 압축기 영역에서의 가스 경로 누출은 가스 터빈의 효율을 저하시켜 연료 비용을 증가시킬 것이다. 또한, 터빈의 회전자와 케이스 사이의 증기 터빈의 터빈 영역에서의 증기 경로 누설은 증기 터빈의 효율을 저하시켜 연료 비용을 증가시킬 것이다.

하이브리드 래버린스 브러시 시일은 가스와 증기 터빈의 회전자와 주변 케이스 사이에서의 사용을 목적으로 한다. 환상의 하이브리드 시일은 케이스내 원주의 홈에 위치된 원주상에 배열된 하이브리드 시일 세그먼트를 포함한다. 각 하이브리드 시일 세그먼트는 원형 링의 환상의 세그먼트의 형태를 갖는다. 방사상으로 내향 돌출하고 원주상으로 연장하는 스테인레스 스틸 래버린스 시일의 하나 이상의 행은 브러시 시일 강모(brush-seal bristle)로 대체된다. 래버린스 시일의 래버린스 시일 세그먼트의 돌기는 방사상으로 절단된 원주 단부를 갖고, 브러시 시일의 브러시 시일 세그먼트의 강모는 반경선에 대해 일반적으로 45°의 각도로 경사진다. 하이브리드 래버린스-브러시 시일 세그먼트에 대해, 시일 세그먼트의 돌기 부분의 원주 단면을 45°의 경사각으로 하여 강모와 매치되도록 하는 것은 시일 세그먼트를 설치하거나 배치하는 데 있어서 안전상 위험을 초래하는 매우 예리한 원주 단면을 갖는 돌기를 생성할 것이다. 하이브리드 래버린스 브러시 시일 세그먼트에 대해, 시일 세그먼트의 각진 강모 부분의 원주 단면을 트리밍하여 강모가 시일 세그먼트의 돌기 부분의 방사상으로 절단된 원주 단면을 지나 원주상으로 연장하는 것을 방지하는 것은 증가된 시일링 누설에서 나타나는 회전자와 접촉하는 강모없이 시일 세그먼트의 짧은 원주 영역에 남겨질 것이다.

상기와 같은 종래 하이브리드 래버린스-브러시 시일 세그먼트에 대해, 시일 세그먼트의 돌기 부분의 원주 단부를 45°의 경사각으로 하여 강모와 매치되도록 하는 것은 시일 세그먼트를 설치하거나 배치하는 데 있어서 안전상 위험을 초래하는 매우 예리한 원주 단면을 갖는 돌기를 생성하는 문제점이 있다. 또한, 하이브리드 래버린스 브러시 시일 세그먼트에 대해, 시일 세그먼트의 각진 강모 부분의 원주 단부를 트리밍하여 강모가 시일 세그먼트의 돌기 부분의 방사상으로 절단된 원주 단부를 지나 원주상으로 연장하는 것을 방지하는 것은 증가된 시일링 누설에서 나타나는 회전자와 접촉하는 강모없이 시일 세그먼트의 짧은 원주 영역에 남겨지는 문제점이 있다.

도 1은 하이브리드 시일을 형성하는 다른 동일한 하이브리드 시일 세그먼트와 원주상에 배열된 본 발명의 하이브리드 시일 세그먼트의 실시예의 개략적인 평면도.

도 2는 도 1의 하이브리드 시일 세그먼트 중의 하나를 기준 좌표계의 축과 함께 도시한 개략적인 사시도.

도 3은 브러시 시일 세그먼트의 축방향으로 테이퍼 형상을 갖는 원주 단부를 더욱 명확하게 나타내고 있는 도 2의 하이브리드 시일 세그먼트의 일부의 또 다른 사시도.

도 4는 방사상의 거리를 증가하여 축 방향의 채널 확장을 더욱 명확히 나타내고 있는 도 2의 하이브리드 시일 세그먼트의 일부의 다른 사시도.

도 5는 도 2의 하이브리드 시일 세그먼트를 도 1의 라인 5-5를 따라 절취하여 본 발명의 회전 장치의 실시예의 회전자와 고정자 케이스의 일부와 함께 나타낸 단면도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

12, 14, 16, 18, 20 : 하이브리드 시일 세그먼트

22 : 환상 하이브리드 시일

26 : 제1 래버린스 시일 세그먼트

28 : 제2 래버린스 시일 세그먼트

30 : 장착 블록

32 : 브러시 시일 세그먼트

34 : 세로축

36, 44 : 돌기

46 : 채널

48, 50, 56, 58 : 단면

76 : 회전자

78 : 고정자 케이스

80 : 세로축

82 : 홈

84 : 외부 부분

제1 실시예에서 본 발명의 하이브리드 시일 세그먼트는 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트, 장착 블럭 및 브러시 시일 세그먼트를 포함한다. 제1 래버린스 시일 세그먼트는 원형 링의 환상의 세그먼트의 형태를 갖고, 세로축을 가지며, 하나 이상의 방사상의 내부로 둘출하고 원주상으로 연장하는 돌기를 포함한다. 제2 래버린스 시일 세그먼트는 원형 링의 환상의 세그먼트의 형태로서 상기 제1 래버린스 시일 세그먼트와 동축 상에 배열되고, 상기 제1 래버린스 시일 세그먼트로부터 축방향으로 이격되어 동축 상에 위치하며, 하나 이상의 방사상의 내부로 돌출하고 원주상으로 연장하는 돌기를 갖는다. 상기 제1 래버린스 시일 세그먼트 및 제2 래버린스 시일 세그먼트는 그 사이에서 원주상으로 연장하는 채널의 경계를 이룬다. 상기 장착 블록은 채널의 원주 부분을 방사상의 외부로 한정하는 상기 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트에 부착되고, 상기 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트로부터 방사상의 외부에 배치된다. 상기 장착 블록은 대향하는 제1 및 제2 원주 단부를 갖는다. 상기 장착 블럭의 제1 원주 단부는 상기 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트를 지나 원주상으로 연장되고, 상기 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트는 상기 장착 블럭의 제2 원주 단부를 지나 원주상으로 연장된다. 상기 브러시 시일 세그먼트는 원형 링의 환상의 세그먼트의 형태로서 상기 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트와 동축 상에 배열된다. 상기 브러시 시일 세그먼트는 내부로 연장되는 강모(bristle)를 갖으며, 상기 채널에 배치된다. 예를 들어, 각 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트는 방사상으로 배열된 원주 단부를 갖고, 각 브러시 시일 세그먼트의 강모는 세로축으로부터 강모로 연장하는 국부적인 반경선에 45°각도로 배열된다.

제2 실시예에서, 본 발명의 회전 장치는 회전자, 케이스 및 원주상에 배열된 하이브리드 시일 세그먼트를 포함한다. 회전자는 세로축을 포함한다. 상기 케이스는 세로축과 동축 상에 배열되고, 원주상을 둘러싸고, 상기 회전자로부터 방사상으로 이격되고, 상기 회전자에 개방됨과 더불어 상기 회전자에 동축 상에 배열된 내부 원주 홈을 갖는다. 각 하이브리드 시일 세그먼트는 제1 실시예에서 설명한 하이브리드 시일 세그먼트와 동일하다. 각 하이브리드 시일 세그먼트의 상기 장착 블럭은 고정자의 홈에 맞물리는 방사상 외부 부분을 갖는다. 원주상에 인접한 두 개의 하이브리드 시일 세그먼트 중 하나의 장착 블럭의 제1 원주 단부는 상기 원주상에 인접한 두 개의 하이브리드 시일 세그먼트 중 다른 하나의 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트의 일부와 원주상에서 오버랩되고, 상기 원주상에 인접한 두 개의 하이브리드 시일 세그먼트의 다른 하나의 상기 장착 블럭의 제2 원주 단부에 인접한다.

본 발명으로부터 여러 이점과 장점을 얻을 수 있다. 본 발명의 하이브리드 시일 세그먼트의 설계는 시일 세그먼트의 돌기 부분의 원주 단부를 방사상으로 절단하여 돌기가 예리한 원주 단부를 갖지 않도록 함으로써, 시일 세그먼트를 설치하거나 배치함에 있어서 안전상의 위험을 제거하도록 한다. 동시에, 본 발명의 하이브리드 시일 세그먼트의 설계는 시일 세그먼트의 강모 부분이 국부적인 반경선으로부터 45도 각도로 경사지도록 하여 회전자와 접촉하는 강모없이 시일 세그먼트의 짧은 원주 영역의 생성을 억제함으로써, 시일링 누설이 증가되는 것을 억제한다.

도면을 참조하여 설명하면, 도 1에는 환상의 하이브리드 시일(22)을 형성하도록 원주상에 배열된 5개의 동일한 하이브리드 시일 세그먼트(12, 14, 16, 18, 20)로 된 본 발명의 하이브리드 시일 세그먼트(10)의 실시예가 개략적으로 도시되어 있다. 도 2 내지 도 4는 본 발명의 하이브리드 시일 세그먼트(10)나 일부의 상이한 사시도를 나타낸다. 도 5는 삽입된 하이브리드 시일 세그먼트(10)를 포함하는 본 발명의 회전 장치(24)의 실시예의 일부를 개략적으로 나타낸다. 회전 장치의 예는 증기 터빈(고, 중, 저압력 터빈 섹션을 함께 또는 각각 포함하는)과 가스 터빈(압축기와 고, 저압 터빈을 함께 또는 각각 포함하는)을 포함한다.

본 발명의 하이브리드 시일 세그먼트(10)는 제1 래버린스 시일 세그먼트(26), 제2 래버린스 시일 세그먼트(28), 장착 블럭(30) 및 브러시 시일 세그먼트(32)를 포함한다. 상기 제1 래버린스 시일 세그먼트(26)는 원형 링의 환상의 세그먼트의 형태로서 세로축(34)을 포함하며, 하나 이상의 방사상의 내부로 돌출하고 원주상에 연장하는 돌기(36)를 포함한다. 편의를 위해, 원기둥 좌표계의 축이 도 2에 도시되고, 반경 축(38)은 세로축(34)[도 1 및 도 5에만 도시된 세로축(34)과 같은]을 향해 방사상의 내부로 향하는 것을 가리키고, 접선 축(40)은 로컬 원주 상의 방향을 가리키며, 축방향 축(42)은 세로축(34)과 평행하게 향해 있으며 하방향을 가리킨다. 일반적으로, 상기 제2 래버린스 시일 세그먼트(28)는 원형 링의 환상의 세그먼트의 형태를 갖고, 상기 제1 래버린스 시일 세그먼트(26)로부터 이격되어 동축상에 배열되며, 하나 이상의 방사상의 내부로 돌출되고 원주상에 연장하는 돌기(44)를 포함한다. 상기 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트(26, 28)는 이들 사이에서 원주상으로 연장하는 채널(46)의 경계를 이룬다.

상기 장착 블럭(30)은 상기 채널(46)의 원주 부분을 방사상의 외부로 한정하는 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트(26, 28)에 부착됨과 더불어, 상기 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트로부터 방사상의 외부에 배치된다. 상기 장착 블럭(30)은 대향하는 제1 및 제2 원주 단면(48, 50)을 갖는다. 상기 장착 블럭(30)의 제1 원주 단면(48)은 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트(26, 28)를 지나 원주상으로 연장되고, 상기 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트(26, 28)는 장착 블럭(30)의 제2 원주 단면(50)을 지나 원주상으로 연장된다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트(26, 28)와 장착 블럭(30)은 스테인레스 스틸의 기계화된 부분과 같은 모놀리틱 부재(52)로 형성된다. 다른 예에서, 장착 블럭은 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트에 용접된 분리된 조각이다.

일반적으로, 상기 브러시 시일 세그먼트(32)는 원형 링의 환상의 세그먼트의 형태를 갖고, 상기 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트(26, 28)와 동축 상에 배열되며, 내부로 연장되는 강모(54)를 갖는다. 통상적으로, 상기 강모(54)는 코발트계 합금 와이어 강모와 같은 금속 와이어나 세라믹 와이어 강모로 구성되며 이에 한정되지는 않는다. 상기 브러시 시일 세그먼트(32)는 채널(46)에 배치된다. 예를 들어, 상기 브러시 시일 세그먼트(32)는 모놀리틱 부재(52)에 용접된다.

반드시 필수적인 것은 아니지만 바람직한 구성에서, 상기 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트(26, 28)는 동일한 내부/외부 반지름 및 동일한 원주 길이를 갖는다. 여기서, 상기 장착 블럭(30)의 제1 원주 단면(48)은 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트(26, 28)를 지나 동일한 원주 거리로 연장되고, 상기 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트(26, 28)는 장착 블럭(30)의 제2 원주 단면(50)을 지나 동일한 원주 거리로 연장된다. 이러한 구조에서, 상기 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트(26, 28)는 일반적으로 각 원주 단부가 세로축(34)에서 상기 원주 단부로 연장하는 로컬 반지름과 평행한 것을 의미하는 방사상으로 배열된 원주 단부(56, 58, 60, 62)를 갖는다. 또한, 이러한 구조에서 상기 브러시 시일 세그먼트(32)의 각 강모(54)는 세로축(34)에서 강모로 연장되는 국부적인 반경선에 대해 45°각도로 배열된다. 여기서, 반드시 필요한 것은 아니지만 바람직하게, 상기 브러시 시일 세그먼트(32)는 배킹(baking) 플레이트(66)와 상방향 플레이트(68)를 갖는 강모 홀더(64)를 포함하고, 후면과 상방향 플레이트(66, 68)사이에는 강모(54)가 축방향으로 배치된다.

조립 공정에서, 상기 브러시 시일 세그먼트(32)는 채널(46)내로 원주 방향을 따라 삽입된다. 다른 조립 공정에서, 상기 브러시 시일 세그먼트(32)는 방사상 외부 방향을 따라 채널(46)내로 삽입된다. 일부 조립 공정에서의 조립을 용이하게 하기 위해, 상기 브러시 시일 세그먼트(32)가 축 방향으로 테이퍼 형상을 갖는 원주 단부 "70" 또는 "72"를 갖도록 하고, 및/또는 도 4에 더욱 명확히 도시된 바와 같이 장착 블럭(30)의 제2 원주 단부(50)에 근사하는 채널(46)은 세로축(34)에서부터의 방사상의 거리를 증가시켜 축방향으로 확장되도록 하는 것이 바람직하다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 회전 장치(24)는 회전자(76), 고정자 케이스(78) 및 상기한 원주상에 배열된 다수의 하이브리드 시일 세그먼트(10, 12, 14, 16, 18, 20)를 포함한다. 상술된 바와 같이, 도 1에는 하이브리드 시일 세그먼트(10)가 5개의 다른 동일한 하이브리드 시일 세그먼트(12, 14, 16, 18, 20)와 같이 원주상에 배열되어 형성된 환상의 하이브리드 시일(22)이 도시되어 있다. 상기 회전자(76)는 세로축(80)을 갖는다[이 세로축은 상술된 세로축(34)에 충첩된다]. 상기 케이스(78)는 세로축(80)과 동축 상에 배열되고, 원주 상을 둘러싸고, 상기 회전자(76)로부터 방사상으로 이격되며, 상기 회전자(76)에 개방됨과 더불어 동축 상에 배열된 내부 원주 홈(82)을 포함한다. 상기 장착 블럭(30)은 고정자 케이스(78)의 홈(82)과 맞물리는 방사상 외부 부분(84)을 갖는다. 원주상에 근접한 두 개의 하이브리드 시일 세그먼트(10, 12) 중 어느 하나(10)의 장착 블럭(30)의 제1 원주 단면(48)은 원주상에 인접한 상기 두 개의 하이브리드 시일 세그먼트(10, 12)의 다른 하나(12)의 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트(86)[도 1에 도시된 바와 같이, 제1 래버린스 시일 세그먼트(86)는 가려진 제2 래버린스 셀 세그먼트에 중첩됨]의 일부와 원주상에서 오버랩되고, 원주상에 인접한 상기 두 개의 하이브리드 시일 세그먼트(10, 12)의 다른 하나(12)의 장착 블럭(90)의 제2 원주 단부(88)에 근접한다.

본 발명의 일부 실시예에 대한 상술한 설명은 예시를 위한 것으로, 상술된 것으로부터 본 발명을 한정하거나 총망라하려는 의도는 아니며, 다양한 변경과 변화가 가능하다. 본 발명의 사상은 첨부된 청구항에 의해 판정된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 시일 세그먼트의 설계는 시일 세그먼트의 돌기 부분의 원주 단부를 방사상으로 절단하여 돌기가 예리한 원주 단면을 갖지 않도록 함으로써, 시일 세그먼트를 설치하거나 배치하는 데 있어서 안전상의 위험을 제거하도록 하는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 하이브리드 시일 세그먼트의 설계는 시일 세그먼트의 강모 부분이 로컬 반지름으로부터 45도 각도로 경사지도록 하여 회전자와 접촉하는 강모없이 시일 세그먼트의 짧은 원주 영역의 생성을 억제함으로써, 시일링 누설이 증가되는 것을 억제할 수 있는 효과가 있다.

Claims

하이브리드 시일 세그먼트에 있어서,

a) 원형 링의 환상 세그먼트의 형태로서, 세로축을 가지며, 하나 이상의 방사상으로 내향 돌출하는 동시에 원주상으로 연장하는 돌기를 갖는 제1 래버린스 시일 세그먼트와;

b) 원형 링의 환상 세그먼트의 형태로서, 상기 제1 래버린스 시일 세그먼트와 동축 상에 배열되는 동시에 상기 제1 래버린스 시일 세그먼트로부터 축방향으로 이격되며, 하나 이상의 방사상으로 내향 돌출하고 원주상으로 연장하는 돌기를 갖고, 상기 제1 래버린스 시일 세그먼트와의 사이에서 원주상으로 연장하는 채널을 상기 제1 래버린스 시일 세그먼트와 함께 축방향으로 경계짓는 제2 래버린스 시일 세그먼트와;

c) 상기 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트로부터 방사상으로 외향 배치되어 부착되고, 상기 채널의 원주 부분을 방사상으로 외향 경계 지으며, 대향하는 제1 및 제2 원주 단부를 가지며, 상기 제1 원주 단부는 상기 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트를 지나 원주상으로 연장되고, 상기 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트가 상기 제2 원주 단부를 지나 원주상으로 연장되는 장착 블럭과;

d) 원형 링의 환상 세그먼트의 형태로서, 상기 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트와 동축 상에 배열되고, 내부로 연장되는 강모를 갖으며, 상기 채널에 배치되는 브러시 시일 세그먼트를 구비하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 시일 세그먼트.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트는 동일한 내경과 외경을 갖는 것인 하이브리드 시일 세그먼트.
제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트는 동일한 원주 길이를 갖는 것인 하이브리드 시일 세그먼트.
제3항에 있어서, 상기 장착 블럭의 제1 원주 단부는 상기 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트를 지나 동일한 원주 거리로 연장되고, 상기 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트는 상기 장착 블럭의 상기 제2 원주 단부를 지나 동일한 원주 거리로 연장되는 것인 하이브리드 시일 세그먼트.
제4항에 있어서, 상기 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트는 각각 방사상으로 배열되는 원주 단부를 갖는 것인 하이브리드 시일 세그먼트.
제5항에 있어서, 상기 브러시 시일 세그먼트의 각 강모는 상기 세로축에서 상기 각 강모로 연장되는 국부적인 반경선에 대해 45°각도로 배열되는 것인 하이브리드 시일 세그먼트.
제6항에 있어서, 상기 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트와 상기 장착 블럭은 모놀리틱 부재를 형성하는 하이브리드 시일 세그먼트.
제7항에 있어서, 상기 브러시 시일 세그먼트는 상기 모놀리틱 부재에 용접되는 것인 하이브리드 시일 세그먼트.
제8항에 있어서, 상기 브러시 시일 세그먼트는 축방향으로 테이퍼 형상을 갖는 원주 단부를 갖는 것인 하이브리드 시일 세그먼트.
제8항에 있어서, 상기 장착 블럭의 제2 원주 단부에 근사하는 채널은 상기 세로축에서부터의 방사상의 거리를 증가시켜 축방향으로 확장되는 것인 하이브리드 시일 세그먼트.
회전 장치에 있어서,

a) 세로축을 갖는 회전자와;

b) 상기 세로축과 동축 상에 배열되고, 상기 회전자를 원주상으로 둘러싸고, 상기 회전자로부터 방사상으로 이격되고, 상기 회전자에 개방됨과 더불어 상기 회전자에 동축 상에 배열된 내부 원주 홈을 갖는 회전자 케이스와;

c) 원주상에 배열된 다수의 하이브리드 시일 세그먼트를 포함하고,

상기 하이브리드 시일 세그먼트는,

1) 원형 링의 환상 세그먼트의 형태로서, 세로축을 가지며, 하나 이상의 방사상으로 내향 돌출하는 동시에 원주상으로 연장하는 돌기를 갖는 제1 래버린스 시일 세그먼트와;

2) 원형 링의 환상 세그먼트의 형태로서, 상기 제1 래버린스 시일 세그먼트와 동축 상에 배열되는 동시에 상기 제1 래버린스 시일 세그먼트로부터 축방향으로 이격되며, 하나 이상의 방사상으로 내향 돌출하고 원주상으로 연장하는 돌기를 갖고, 상기 제1 래버린스 시일 세그먼트와의 사이에서 원주상으로 연장하는 채널을 상기 제1 래버린스 시일 세그먼트와 함께 축방향으로 경계짓는 제2 래버린스 시일 세그먼트와;

3) 상기 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트로부터 방사상으로 외향 배치되어 부착되고, 상기 채널의 원주 부분을 방사상으로 외향 경계 지으며, 대향하는 제1 및 제2 원주 단부를 가지며, 상기 제1 원주 단부는 상기 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트를 지나 원주상으로 연장되고, 상기 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트가 상기 제2 원주 단부를 지나 원주상으로 연장되는 장착 블럭과;

4) 원형 링의 환상 세그먼트의 형태로서, 상기 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트와 동축 상에 배열되고, 내부로 연장되는 강모를 가지며, 상기 채널에 배치되는 브러시 시일 세그먼트를 구비하며,

원주상에 인접한 두 개의 하이브리드 시일 세그먼트 중 하나의 장착 블럭의 제1 원주 단부는 상기 원주상에 인접한 두 개의 하이브리드 시일 세그먼트 중 다른 하나의 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트의 일부를 원주상에서 중첩하고, 상기 원주상에 인접한 두 개의 하이브리드 시일 세그먼트의 다른 하나의 상기 장착 블럭의 제2 원주 단부에 근사하는 것을 특징으로 하는 회전 장치.
제11항에 있어서, 상기 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트는 동일한 내경과 외경을 갖는 것인 회전 장치.
제12항에 있어서, 상기 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트는 동일한 원주 길이를 갖는 것인 회전 장치.
제13항에 있어서, 상기 장착 블럭의 제1 원주 단부는 상기 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트를 지나 동일한 원주 거리로 연장되고, 상기 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트는 상기 장착 블럭의 상기 제2 원주 단부를 지나 동일한 원주 거리로 연장되는 것인 회전 장치.
제14항에 있어서, 상기 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트는 각각 방사상으로 배열되는 원주 단부를 갖는 것인 회전 장치.
제15항에 있어서, 상기 브러시 시일 세그먼트의 각 강모는 상기 세로축에서 상기 각 강모로 연장되는 국부적인 반경선에 대해 45°각도로 배열되는 것인 회전 장치.
제16항에 있어서, 상기 제1 및 제2 래버린스 시일 세그먼트와 상기 장착 블럭은 모놀리틱 부재를 형성하는 것인 회전 장치.
제17항에 있어서, 상기 브러시 시일 세그먼트는 상기 모놀리틱 부재에 용접되는 것인 회전 장치.
제18항에 있어서, 상기 브러시 시일 세그먼트는 축방향으로 테이퍼 형상을 갖는 원주 단부를 갖는 것인 회전 장치.
제18항에 있어서, 상기 장착 블럭의 제2 원주 단부에 근사하는 채널은 상기 세로축에서부터의 방사상의 거리를 증가시켜 축방향으로 확장되는 것인 회전 장치.