KR20030057413A - 터빈, 가스 터빈 및 실 형성 방법 - Google Patents

터빈, 가스 터빈 및 실 형성 방법 Download PDF

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Abstract

가스 터빈에 있어서, 보조 실(60)이 노즐 지지링(44)의 환상의 축방향을 향하는 밀봉표면(54)과 원주방향으로 인접하는 노즐 세그먼트에 의해 형성된 환상의 축방향으로 대향된 밀봉표면(50) 사이에 제공된다. 각 세그먼트는 노즐 지지링의 밀봉표면과 결합하는 익현방향 힌지 실을 장착하는 내측 레일(52)을 구비한다. 이 실은 익현방향 힌지 실을 지나는 고압의 누출 통로를 향해 반경방향 내측으로 개방되는, 밀봉표면 사이의 대체로 아치형인 V자 형상인 실(60)에 의해 보조된다. 보조 실은 초기에 압축되고 설치시 땜납(70)의 도포에 의해 압축된 상태로 유지된다. 운전 온도에서, 땜납이 용융되고, 보조 실이 해제되어 노즐 지지링과 노즐 세그먼트 사이를 밀봉한다.

Description

터빈, 가스 터빈 및 실 형성 방법{SUPPLEMENTAL SEAL FOR THE CHORDAL HINGE SEALS IN A GAS TURBINE AND METHODS OF INSTALLATION}
본 발명은 터빈 노즐과 터빈 노즐 지지링 사이의 익현방향 힌지 실(chordal hinge seal)을 보조하기 위한 가스 터빈내의 실에 관한 것으로, 특히 익현방향 힌지 실을 지나는 누출 손실을 실질적으로 최소화하거나 없애기 위한 보조 실에 관한 것이다.
가스 터빈에 있어서, 고온의 연소가스는 연소기로부터 제 1 스테이지 노즐과 버킷을 통해 또한 후속 터빈 스테이지의 노즐과 버킷을 통해 흐른다. 제 1 스테이지의 노즐은 통상 주조된 노즐 세그먼트의 환상 어레이 또는 조립체를 구비하며 각 세그먼트는 매 세그먼트마다 하나 이상의 노즐 스테이터 베인을 포함한다. 각각의 제 1 스테이지 노즐 세그먼트는 또한 서로 반경방향으로 이격되어 있는 내측 및 외측 밴드부를 구비한다. 노즐 세그먼트의 조립시, 스테이터 베인은 서로 원주방향으로 이격되어 환상의 내측 밴드와 외측 밴드 사이에서 스테이터 베인의 환상의 어레이를 형성한다. 제 1 스테이지 노즐의 외측 밴드에 결합된 노즐 유지링이 터빈의 가스 유로내의 제 1 스테이지 노즐을 지지한다. 바람직하게는 수평의 중간선에서 분할되어 있는 환상의 노즐 지지링은 내측 밴드에 의해 결합되어 제 1 스테이지 노즐을 축방향으로 운동하지 않도록 지지한다.
예시적인 구조에 있어서, 18개의 주조된 세그먼트에 세그먼트당 2개의 베인이 제공된다. 세그먼트의 환상 어레이는 인접하는 원주방향 에지를 따라서 측면 실에 의해 서로 밀봉된다. 측면 실은 내측 밴드의 반경 방향 내측의 고압 영역, 예컨대 고압의 압축기 방출 공기와 고온 가스 유로내의 저압의 고온 연소가스 사이를 밀봉한다.
익현방향 힌지 실은 제 1 스테이지 노즐의 내측 밴드와 노즐 지지링의 축방향을 향하는 표면 사이를 밀봉하는데 사용된다. 각각의 익현방향 힌지 실은 각 노즐 세그먼트의 내측 밴드부의 익현 라인을 따라서 직선으로 연장되는 축방향 돌출부를 구비한다. 상세하게는, 익현방향 힌지 실은 각 세그먼트의 내측 레일을 따라서 연장되며 이 레일은 내측 밴드부의 반경방향 내측으로 연장된다. 익현방향 힌지 실 돌출부는 노즐 지지링의 반대쪽의 축방향을 향하는 밀봉표면과 밀봉결합 상태로 놓인다.
제 1 스테이지 노즐의 운전 및/또는 수리시, 뒤틀림(warpage)에 의해 익현방향 힌지 실과 노즐 지지링의 밀봉표면 사이에 간극이 생성될 수 있음이 발견되었다. 이들 간극에 의해 환상의 내측 밴드부의 고압 영역으로부터 고온 가스 유로내로 익현방향 힌지 실을 지나는 누출이 발생된다. 즉, 익현방향 힌지 실은 익현방향 힌지 실 돌출부가 노즐 지지링의 밀봉표면과 접촉하지 않게 될 때 누출 유동을방지하기에는 적합하지 않다. 따라서, 익현방향 힌지 실을 지나는 누출 유동을 최소화하거나 없애기 위해 제 1 스테이지 노즐과 노즐 지지링의 경계면에 보조 실이 필요하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 익현방향 힌지 실을 지나는 누출을 없애거나 최소로 하고 제 1 스테이지 노즐 또는 노즐 지지링의 재구성 없이 쉽고 용이하게 설치되는 보조 실이 제 1 스테이지 노즐과 노즐 지지링 사이에 제공된다. 보조 실은 노즐 지지링의 축방향을 향하는 제 1 표면과 터빈 노즐 세그먼트의 축방향을 향하는 제 2 표면 사이에 배치되는 대체로 V자 형상인 실을 포함한다. 상세하게는, 노즐 세그먼트는 노즐 지지링의 제 1 표면과 결합하는 익현방향 힌지 실을 장착하는, 반경방향 내측으로 돌출하는 내측 레일을 구비한다. 내측 레일은 또한 익현방향 힌지 실을 형성하는 돌출부의 반경방향 외측에 얕은 리세스를 갖는다. 보조 실은 축방향으로 정합되는 제 1 및 제 2 표면 사이에 배치되어 이들 사이에 밀봉결합한다.
보다 상세하게는, 보조 실은 제 1 및 제 2 밀봉표면 사이에 아치형으로 연장되며 보조 실이 내측 레일의 밀봉표면에, 예컨대 볼트체결에 의해 고정되게 하는 스템을 구비한다. 보조 실의 V자 형상 부분은 내측을 향하며, 운전시, V자 형상 실의 자유 에지는 제 1 밀봉표면에 대하여 가압한다. 반대쪽의 에지가 스템의 에지에 연결되어 환상의 제 2 표면과 함께 밀봉표면을 형성한다. 따라서, V자 형상은 익현방향 힌지 실을 지나는 누출의 발생시 고압 영역을 향해 반경방향 내측으로 개방된다. 임의의 고압 누출이 대향하는 환상의 제 1 및 제 2 표면 사이를 밀봉결합시키도록 실을 구부리거나 바이어스시킨다. 보조 실의 원주방향의 길이는 노즐 세그먼트의 원주방향의 길이와 일치하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 특징은, 초기에 실을 압축하고 이 압축된 실을 기계에 조립하기 전과 조립하는 도중 이 압축된 실을 실질적으로 아치형의 평면 형태로 유지하는 것에 있다. 이것을 달성하기 위해, V자 형상 실의 레그는 스템(stem)에 대하여 압축되며, 바람직하게는 땜납인 재료가 V자 형상 실을 압축된 상태로 유지하기 위해 가해진다. 땜납으로 때워진 압축된 실은, 취급이 용이하고, 노출된 날카로운 에지가 없으며, 취급 및 설치시 튼튼하고 견고한, 본질적으로 고형의 블록 또는 실 조각을 형성한다. 보조 실은 내측 레일의 얕은 리세스를 따라서 환상의 제 2 표면에 그 압축된 상태로 설치된다. 터빈이 운전 상태에 도달할 경우, 예컨대 터빈 온도가 땜납의 용융 온도를 넘어서는 경우, 땜납이 용융되고, 실의 V자 형상 부분은 그 압축된 상태로부터 펼쳐진 상태로 해제되어, 노즐 지지링과 내측 레일의 각각의 대향하는 제 1 및 제 2 밀봉표면과 결합하게 된다.
본 발명에 따른 바람직한 실시예에 있어서, 대체로 축방향을 향하는 제 1 표면을 갖는 터빈 노즐 지지링과; 적어도 하나의 스테이터 베인을 갖고, 상기 제 1 표면에 축방향으로 대향하는 제 2 표면을 갖는 내측 밴드를 구비하는 터빈 노즐 세그먼트와; 상기 제 1 및 제 2 표면 사이의 가요성 실로서, 상기 실은 상기 실의 양측의 고압 영역과 저압 영역 사이의 실 본체를 구비하고, 상기 실 본체는 서로 대향하고 인접하는 에지를 따라서 서로 결합되어 있는 제 1 및 제 2 부분을 구비하고, 상기 제 1 및 제 2 부분의 반대쪽의 에지는 서로 이격되어 있고, 상기 실 본체는 상기 제 1 및 제 2 부분 사이의 상기 실 본체내에 공동으로의 개구를 규정하고, 상기 제 1 및 제 2 부분은 상기 제 1 및 제 2 표면에 대하여 각각 가압하도록 예압(preload)이 가해지고, 상기 공동은 상기 고압 영역을 향해 개방되어 있는, 상기 실을 포함하는 터빈이 제공된다.
본 발명에 따른 다른 바람직한 실시예에 있어서, 대체로 축방향을 향하는 제 1 표면을 갖는 터빈 노즐 지지링과; 적어도 하나의 스테이터 베인을 갖고, 상기 제 1 표면에 축방향으로 대향하는 제 2 표면을 갖는 내측 밴드를 구비하는 터빈 노즐 세그먼트와; 상기 제 1 및 제 2 표면 사이의 가요성 실로서, 상기 실은 상기 실의 양측의 고압 영역과 저압 영역 사이의 실 본체를 구비하고, 상기 실 본체는 서로 대향하고 인접하는 에지를 따라서 서로 결합되어 있는 제 1 및 제 2 부분을 구비하고, 상기 실 본체는 상기 제 2 실 부분으로부터 연장되고 상기 제 1 및 제 2 표면 중의 하나에 대하여 지지되는 스템과, 적어도 상기 제 1 및 제 2 부분을 따르는 재료의 오버레이를 구비하고, 상기 스템의 적어도 일부는 상기 제 1 및 제 2 부분을 대체로 상기 스템 부분에 대하여 압축 상태로 유지하며, 상기 재료는 상기 제 1 및 제 2 부분이 서로에 대하여 또한 상기 스템으로부터 탄성적으로 멀리 이동하여 상기 제 1 부분의 말단 에지를 상기 제 1 및 제 2 표면 중의 다른 하나에 대하여 결합시키도록 해제 가능한, 상기 가요성 실을 포함하는 가스 터빈이 제공된다.
본 발명에 따른 또 다른 바람직한 실시예에 있어서, 축방향을 향하는 제 1밀봉표면을 구비하는 노즐 지지링과, 각각이 내측 밴드와 상기 제 1 표면에 대체로 축방향으로 대향하며 대체로 축방향을 향하는 제 2 밀봉표면을 갖는 다수의 노즐 세그먼트로 형성된 노즐의 환상 어레이를 갖는 가스 터빈내에 실을 형성하는 방법에 있어서, 서로 대향하여 있고 인접하는 에지를 따라서 서로 연결되는 제 1 및 제 2 부분을 갖는 가요성 실을 제공하는 단계와; 상기 제 1 및 제 2 부분을 서로를 향해 압축시켜 압축된 실을 형성하는 단계와; 상기 압축된 실을 상기 제 1 및 제 2 표면 중의 하나에 또한 상기 표면 사이에 고정하는 단계와; 상기 제 1 부분의 말단 에지가 상기 인접하는 에지로부터 떨어져 상기 제 1 및 제 2 표면의 다른 하나에 결합할 수 있도록 상기 압축된 실의 상기 제 1 및 제 2 부분을 해제시키는 단계를 포함하는 실 형성 방법이 제공된다.
도 1은 가스 터빈의 일부의 개략적인 부분 측면도,
도 2는 종래의 익현방향 힌지 실을 도시하는 부분 확대 단면도,
도 3은 노즐 세그먼트의 내측 레일을 따르는 종래의 익현방향 힌지 실의 일부를 도시하는 부분 사시도,
도 4는 가스 터빈의 노즐 지지링과 밀봉결합하는 종래의 익현방향 힌지 실을 도시하는 부분 단면 부분 사시도,
도 5는 환상 지지링과 내측 레일의 밀봉표면 사이에 배치된 보조 실의 확대 단면도,
도 6은 보조 실의 확대 단면도,
도 7은 보조 실의 압축과 설치 전 및 설치 중의 압축된 상태에서의 보조 실의 유지를 개략적으로 도시하는 부분 사시도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
44 : 노즐 지지링48 : 돌출부
50, 62 : 축방향 표면52 : 내측 레일
54 : 환상 표면60 : 보조 실
63 : 실 본체64, 66 : 시트 금속부
68 : 스템
이하 도 1을 참조하면, 가스 터빈[포괄적으로 참조 부호(10)로 지시됨]의 터빈 섹션의 대표적인 예가 도시되어 있다. 터빈(10)은 환형의 고온 가스 경로(14)를 따라 유동하도록 고온 가스를 전이 부재(transition piece)(12)를 통해 전달하는 환형 어레이의 연소기(도시되지 않음)로부터 고온 연소 가스를 수용한다. 터빈 스테이지는 고온 가스 경로(14)를 따라 배치된다. 각각의 스테이지는 터빈 로터상에 장착되어 그것의 일부를 형성하는 다수의 원주방향으로 이격된 버킷과, 환형 어레이의 노즐을 형성하는 다수의 원주방향으로 이격된 스테이터 베인을 포함한다. 예를 들면, 제 1 스테이지는 제 1 스테이지 로터 휠(18)상에 장착된 다수의 원주방향으로 이격된 버킷(16)과, 다수의 원주방향으로 이격된 스테이터 베인(20)을 포함한다. 유사하게, 제 2 스테이지는 로터 휠(24)상에 장착된 다수의 버킷(22)과, 다수의 원주방향으로 이격된 스테이터 베인(26)을 포함한다. 예를 들어 제 3 스테이지 로터 휠(30)상에 장착된 다수의 원주방향으로 이격된 버킷(28)과, 다수의 원주방향으로 이격된 스테이터 베인(32)으로 구성된 제 3 스테이지와 같은 추가적인 스테이지가 제공될 수도 있다. 스테이터 베인(20, 26, 32)은 터빈 케이싱상에 장착되어 그에 고정되는 반면에, 버킷(16, 22, 28) 및 휠(18, 24, 32)은 터빈 로터의 일부를 형성한다는 것은 이해될 것이다. 로터 휠 사이에는 또한 터빈 로터의 일부를 형성하는 스페이서(34, 36)가 있다. 압축기 배출 공기가 제 1 스테이지의 반경방향 내측으로 배치된 영역(37)에 위치되며, 그러한 영역(37)에서의 공기가 고온 가스 경로(14)를 따라 유동하는 고온 가스의 압력보다 높은 압력에 있다는 것은 이해될 것이다.
터빈의 제 1 스테이지를 참조하면, 제 1 스테이지 노즐을 형성하는 스테이터 베인(20)은, 각각 터빈 케이싱으로부터 지지되는 내측 밴드(38)와 외측 밴드(40) 사이에 배치된다. 주지된 바와 같이, 제 1 스테이지의 노즐은 다수의 노즐 세그먼트(41)(도 3)로 형성되며, 각각의 노즐 세그먼트(41)는 내측 및 외측 밴드부 사이에서 연장되고 환형 어레이의 세그먼트로 배열되는 하나, 바람직하게는 2개의 스테이터 베인을 장착한다. 터빈 케이싱에 연결된 노즐 유지 링(42)은 외측 밴드에 결합되며, 제 1 스테이지 노즐을 고정한다. 노즐 지지링(44)은 제 1 스테이지 노즐의 내측 밴드(38)의 반경방향 내측으로 내측 밴드(38)와 결합한다. 특히, 내측 밴드(38)와 노즐 지지링(44) 사이의 계면은 내측 레일(52)(도 2)을 포함한다. 내측 레일(52)은 하기에서 익현방향 힌지 실(46)로 일괄적으로 포괄하여 불리는 익현방향의 선형으로 연장하는 축방향 돌출부(48)를 포함한다. 돌출부(48)는 각 노즐 세그먼트의 일체형 부분, 자세하게는 내측 밴드(38)를 형성하는 내측 레일(52)의 축방향을 향하는 표면(50)을 따라 연장한다. 돌출부(48)는 노즐 지지링(44)의 제 1 환형 표면(54)과 결합한다. 고압의 압축기 배출 공기가 영역(37)내에 있고, 고온 가스 경로(14)내에서 유동하는 저압의 고온 가스가 실(48)의 대향측상에 있다는 것은 이해될 것이다. 그에 따라, 익현방향 힌지 실(46)은 고압 영역(37)으로부터 고온 가스 경로(14)의 저압 영역내로의 누출에 대하여 밀봉하도록 의도된 것이다.
그러나, 주지된 바와 같이, 운전시, 노즐 지지링 및 노즐의 구성 부품은 돌출부(48)와 노즐 지지링(44)의 표면(54) 사이에 누출 갭을 형성하는 경향이 있으며, 그에 의해 고압 영역으로부터 저압 영역으로의 누출 유동이 발생할 수 있다. 고온 가스 경로(14)내로의 누출 유동을 최소화하거나 방지하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제 1 스테이지 노즐과 노즐 지지링(44) 사이를 밀봉하는 보조 실이 제공된다. 보조 실(60)은 노즐 지지링(44)의 제 1 밀봉표면(54)과 내측 밴드(38)의 내측 레일(52)의 제 2 밀봉표면(50) 사이에 배치된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 밀봉표면(50)은 내측 레일(52)의 축방향을 향하는 표면(62)을 따라서 얕은 리세스를 포함한다. 보조 실(60)은 아치형이며 노즐 세그먼트의 내측 레일(52)의 원주방향 길이에 상응하는 원주방향 길이를 갖는다.
가요성의 보조 실(60)은, 서로 접혀져서 터빈 설치시 반경방향 내측으로 개방되는 대체로 V자 형태를 형성하는, 제 1 및 제 2 아치형 시트 금속 부분(64, 66)을 각각 갖는 실 본체(61)를 구비한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 실 부분(64)의 말단 또는 자유 에지(65)는 노즐 지지링(44)의 제 1 환상 밀봉표면(54)에 대하여 가압한다. 대체로 V자 형상인 보조 실(60)의 제 2 부분(66)은 내측 레일(52)의 환상의 제 2 밀봉표면(50)에 대하여 가압하는 그 에지를 따라서 종결된다. 제 2 부분(66)의 에지는 또한 스템(68)에 연결된다. 이 스템은 보조 실(60)의 V자 형상의 제 1 및 제 2 부분(64, 66)을 각각 형성하는 재료보다 두꺼운 시트 재료로 형성된다. 실(60)은 시트 금속으로 형성되는 것이 바람직하다. 스템(68)은 다수의 개구(69)를 구비하여, 내측 레일(52)의 표면(50)에, 예컨대 볼트에 의해 고정될 수 있다. 보조 실은 각 세그먼트의 에지 사이에 아치형으로 연장되며 V자 형상의 제 1 및 제 2 부분(64, 66)을 밀봉표면(54, 60) 사이에 각각 위치시키도록 고정된다. 도시된 바와 같이 실이 설치된 상태에서, V자 형상의 실 본체는 익현방향 힌지 실을 향해 개방되어 있고 따라서 익현방향 힌지 실을 지나는 누출의 발생시 영역(36)내의 고압에 노출된다. 고압의 누출 유동이 V자 형상 실의 부분(64, 66)의 대향된 밀봉표면과의 결합을 유지한다.
각 보조 실의 취급 및 설치를 용이하게 하기 위해, 스템(68)을 구비하는 실 본체(63)의 V자형 부분은 도 7에 도시된 바와 같이 압축된다. 실을 압축 상태로 유지하면서, 실은 실 본체(63)를 고형의 모놀리식 상태로 유지하는 땜납으로 코팅된다. 보조 실(60)상의 두꺼운 땜납(70)의 설치는 실의 안전한 취급을 가능하게 하고, 실을 따르는 임의의 날카로운 에지를 땜납재내에 매립되게 함으로써 날카로운 에지를 제거하고, 취급 및 설치시 실을 튼튼하고 견고하게 한다. 보조 실이 예컨대 볼트 체결에 의해 압축된 부분(64, 66)이 밀봉표면(54, 50) 사이에 배치된 채로 내측 레일에 고정된 후, 땜납은 기계 운전 상태, 예컨대 고온에서 용융되어, 실을 그 모놀리식 압축 상태로부터 해제시킨다. 이로 인해 부분(64, 66)들은 서로 멀어지도록 펴지게 되어 표면(54, 50)과 각각 결합하게 된다. 실 본체는 예압(preload)이 가해져 있고 따라서 부분(64, 66)들은 바이어스되지 않은 그들 본래의 위치를 향해 펴진다. 보조 실을 압축 상태로 유지하기 위한 다른 재료는 왁스를 포함한다.
또한, 보조 실은 내측 레일을 따라서 각 노즐 세그먼트의 원주방향 길이에 상응하는 원주방향 길이로 형성되는 대신, 보다 큰 아치형의 길이로 형성될 수도 있다. 이러한 방식에서는, 보조 실은 인접하는 노즐 세그먼트 사이의 측면 실과 겹쳐질 수 있게 되어, 사실상 측면 실에 대한 보조 실을 제공하게 된다.
본 발명이 현재 가장 실용적이고 바람직한 실시예로 고려되는 것과 관련하여 기술되었지만, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되는 것이 아니라, 첨부된 특허청구범위의 정신과 범위내에 속하는 다양한 변형 및 균등한 구성을 커버하는 것으로 의도됨을 이해하여야 한다.
본 발명에 의하면, 각 노즐 세그먼트의 내측 레일과 노즐 지지링의 환상의 축방향 밀봉표면 사이에 익현방향 힌지 실을 갖는 가스 터빈에 있어서, 노즐 지지링과 익현방향 힌지 실의 고압측상의 노즐 세그먼트의 내측 밴드 사이에, 익현방향 힌지 실을 지나는 누출을 없애거나 최소로 하고 쉽고 용이하게 설치되는 보조 실이 설치된다. 이 보조 실에 의해, 터빈의 노즐의 운전 또는 수리시, 뒤틀림에 의해 발생되는 익현방향 힌지 실과 노즐 지지링의 밀봉표면 사이의 간극으로 인한 익현방향 힌지 실을 지나는 누출 유동을 최소화하거나 없앨 수 있다.

Claims (10)

  1. 터빈에 있어서,
    대체로 축방향을 향하는 제 1 표면(54)을 갖는 터빈 노즐 지지링(44)과,
    적어도 하나의 스테이터 베인(20)을 갖고, 상기 제 1 표면에 축방향으로 대향하는 제 2 표면(50)을 갖는 내측 밴드(38)를 구비하는 터빈 노즐 세그먼트(4)와,
    상기 제 1 및 제 2 표면 사이의 가요성 실(60)로서, 상기 실은 상기 실의 양측의 고압 영역(37)과 저압 영역(14) 사이의 실 본체(61)를 구비하고, 상기 실 본체(61)는 서로 대향하고 인접하는 에지를 따라서 서로 결합되어 있는 제 1 및 제 2 부분(64, 66)을 구비하고, 상기 제 1 및 제 2 부분의 반대쪽의 에지는 서로 이격되어 있고, 상기 실 본체는 상기 제 1 및 제 2 부분 사이의 상기 실 본체내에 공동으로의 개구를 규정하고, 상기 제 1 및 제 2 부분은 상기 제 1 및 제 2 표면에 대하여 각각 가압하도록 예압이 가해지고, 상기 공동은 상기 고압 영역을 향해 개방되어 있는, 상기 실을 포함하는
    터빈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 실은 아치형의 세그먼트의 형태인
    터빈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 실 본체는, 상기 제 1 및 제 2 표면 중의 하나에 대하여 가압하는 상기 에지 중의 하나로부터 연장되고 상기 표면을 따라서 연장되는 스템(68)을 구비하며, 상기 스템은 상기 표면에 고정되어 있는
    터빈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 노즐 세그먼트는 대체로 반경방향 내측으로 연장되는 내측 레일(52)을 구비하며, 상기 내측 레일은 상기 제 1 표면에 결합 가능한 대체로 축방향으로 연장되는 돌출부(48)를 가져 제 2 실을 형성하는
    터빈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 부분은 상기 반대쪽의 에지 중의 적어도 하나가 상기 제 1 및 제 2 표면 중의 하나로부터 이격되도록 서로에 대해 초기에 압축되어 있고, 수단(70)이 상기 제 1 및 제 2 부분을 압축 상태로 유지하는
    터빈.
  6. 가스 터빈에 있어서,
    대체로 축방향을 향하는 제 1 표면(54)을 갖는 터빈 노즐 지지링(44)과,
    적어도 하나의 스테이터 베인(20)을 갖고, 상기 제 1 표면에 축방향으로 대향하는 제 2 표면(50)을 갖는 내측 밴드(38)를 구비하는 터빈 노즐 세그먼트(41)와,
    상기 제 1 및 제 2 표면 사이의 가요성 실(60)로서, 상기 실은 상기 실의 양측의 고압 영역(37)과 저압 영역(14) 사이의 실 본체(61)를 구비하고, 상기 실 본체는 서로 대향하고 인접하는 에지를 따라서 서로 결합되어 있는 제 1 및 제 2 부분(64, 66)을 구비하고, 상기 실 본체는 상기 제 2 실 부분으로부터 연장되고 상기 제 1 및 제 2 표면 중의 하나에 대하여 지지되는 스템(68)과, 적어도 상기 제 1 및 제 2 부분을 따르는 재료의 오버레이(70)를 구비하고, 상기 스템의 적어도 일부는 상기 제 1 및 제 2 부분을 대체로 상기 스템 부분에 대하여 압축 상태로 유지하며, 상기 재료는 상기 제 1 및 제 2 부분이 서로에 대하여 또한 상기 스템으로부터 탄성적으로 멀리 이동하여 상기 제 1 부분의 말단 에지(65)를 상기 제 1 및 제 2 표면 중의 다른 하나에 대하여 결합시키도록 해제 가능한, 상기 가요성 실을 포함하는
    가스 터빈.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 부분은 이들 사이에 상기 고압 영역으로 개방되는 실 본체내의 공동을 규정하는
    가스 터빈.
  8. 축방향을 향하는 제 1 밀봉표면(54)을 구비하는 노즐 지지링과, 각각이 내측 밴드(38)와 상기 제 1 표면에 대체로 축방향으로 대향하며 대체로 축방향을 향하는 제 2 밀봉표면(50)을 갖는 다수의 노즐 세그먼트로 형성된 노즐의 환상 어레이를 갖는 가스 터빈내에 실을 형성하는 방법에 있어서,
    서로 대향하여 있고 인접하는 에지를 따라서 서로 연결되는 제 1 및 제 2 부분(64, 66)을 갖는 가요성 실(60)을 제공하는 단계와,
    상기 제 1 및 제 2 부분을 서로를 향해 압축시켜 압축된 실을 형성하는 단계와,
    상기 압축된 실을 상기 제 1 및 제 2 표면 중의 하나에 또한 상기 표면 사이에 고정하는 단계와,
    상기 제 1 부분의 말단 에지가 상기 인접하는 에지로부터 떨어져 상기 제 1 및 제 2 표면의 다른 하나에 결합할 수 있도록 상기 압축된 실의 상기 제 1 및 제2 부분을 해제시키는 단계를 포함하는
    실 형성 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 실에 상기 제 2 부분에 고정된 스템(68)을 제공하는 단계와 상기 제 1 및 제 2 표면 중의 하나에 상기 스템을 고정하는 단계를 포함하는
    실 형성 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 부분을 압축 상태로 유지하는 재료(70)내에 상기 제 1 및 제 2 부분을 봉하는 단계와, 상기 재료가 상기 제 1 및 제 2 표면 사이에 배치되었을 때 상기 제 1 및 제 2 부분을 해제시키고 상기 제 1 및 제 2 표면의 다른 하나에 밀봉결합하도록 상기 제 1 부분을 이동시키는 단계를 포함하는
    실 형성 방법.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7094026B2 (en) * 2004-04-29 2006-08-22 General Electric Company System for sealing an inner retainer segment and support ring in a gas turbine and methods therefor
DE102004039473A1 (de) * 2004-08-14 2006-03-23 Ihi Charging Systems International Gmbh Dichtung
US7625174B2 (en) * 2005-12-16 2009-12-01 General Electric Company Methods and apparatus for assembling gas turbine engine stator assemblies
PL2138664T3 (pl) * 2008-06-23 2015-08-31 Iso Chemie Gmbh Wstępnie ściśnięta taśma uszczelniająca
US8231128B2 (en) * 2010-04-01 2012-07-31 General Electric Company Integral seal and sealant packaging
US8398090B2 (en) * 2010-06-09 2013-03-19 General Electric Company Spring loaded seal assembly for turbines
US8845272B2 (en) 2011-02-25 2014-09-30 General Electric Company Turbine shroud and a method for manufacturing the turbine shroud
JP5751950B2 (ja) * 2011-06-20 2015-07-22 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ガスタービン及びガスタービンの補修方法
US9416675B2 (en) 2014-01-27 2016-08-16 General Electric Company Sealing device for providing a seal in a turbomachine
US10099290B2 (en) 2014-12-18 2018-10-16 General Electric Company Hybrid additive manufacturing methods using hybrid additively manufactured features for hybrid components
US9863259B2 (en) 2015-05-11 2018-01-09 United Technologies Corporation Chordal seal
US10519807B2 (en) 2017-04-19 2019-12-31 Rolls-Royce Corporation Seal segment retention ring with chordal seal feature
KR102084162B1 (ko) * 2018-09-19 2020-03-03 두산중공업 주식회사 터빈 스테이터, 터빈 및 이를 포함하는 가스터빈

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4212472A (en) * 1978-05-30 1980-07-15 Nippondenso Co., Ltd. Seal assembly for rotary heat-exchanger
US4199151A (en) * 1978-08-14 1980-04-22 General Electric Company Method and apparatus for retaining seals
US4184689A (en) 1978-10-02 1980-01-22 United Technologies Corporation Seal structure for an axial flow rotary machine
GB2075614B (en) * 1980-05-10 1984-11-28 Rolls Royce Annular seal
US4445694A (en) * 1982-12-17 1984-05-01 Westinghouse Electric Corp. All-metal expandable ultra high vacuum seal
US4575099A (en) * 1984-01-27 1986-03-11 General Electric Company High excursion seal with flexible membrane to prevent gas leakage through hinge
US4589666A (en) * 1985-07-25 1986-05-20 Pressure Science Incorporated Slip joint assembly for a split ring seal
US4815933A (en) 1987-11-13 1989-03-28 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Nozzle flange attachment and sealing arrangement
US5118120A (en) * 1989-07-10 1992-06-02 General Electric Company Leaf seals
US5078412A (en) * 1991-01-07 1992-01-07 United Technologies Corporation Separately loaded strip seal
US5149250A (en) 1991-02-28 1992-09-22 General Electric Company Gas turbine vane assembly seal and support system
US5158305A (en) * 1992-01-31 1992-10-27 Eg&G Pressure Science, Inc. Pressure-energized two-element seal
US5271714A (en) 1992-07-09 1993-12-21 General Electric Company Turbine nozzle support arrangement
US5372476A (en) 1993-06-18 1994-12-13 General Electric Company Turbine nozzle support assembly
US5630593A (en) * 1994-09-12 1997-05-20 Eg&G Pressure Science, Inc. Pressure-energized sealing rings
FR2728016B1 (fr) * 1994-12-07 1997-01-17 Snecma Distributeur monobloc non-sectorise d'un stator de turbine de turbomachine
US5839878A (en) * 1996-09-30 1998-11-24 United Technologies Corporation Gas turbine stator vane
US5797723A (en) * 1996-11-13 1998-08-25 General Electric Company Turbine flowpath seal
US6237921B1 (en) * 1998-09-02 2001-05-29 General Electric Company Nested bridge seal
US6095750A (en) 1998-12-21 2000-08-01 General Electric Company Turbine nozzle assembly
US6164656A (en) * 1999-01-29 2000-12-26 General Electric Company Turbine nozzle interface seal and methods
US6402466B1 (en) 2000-05-16 2002-06-11 General Electric Company Leaf seal for gas turbine stator shrouds and a nozzle band
US6568903B1 (en) * 2001-12-28 2003-05-27 General Electric Company Supplemental seal for the chordal hinge seals in a gas turbine
US6595745B1 (en) * 2001-12-28 2003-07-22 General Electric Company Supplemental seal for the chordal hinge seals in a gas turbine
US6648333B2 (en) * 2001-12-28 2003-11-18 General Electric Company Method of forming and installing a seal

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