KR20070108065A - 브링 조립체 및 회전기 - Google Patents

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KR20070108065A
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데이빗 오루스 피츠
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윌리암 에드워드 아디스
로날드 코준
래리 듀크로스
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제너럴 일렉트릭 캄파니
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Abstract

증기 터빈(100)용 블링 조립체(152)는 정합 표면(184)을 포함하고 실질적으로 반원형인 단면 윤곽을 갖는 제 1 부재(180)와, 정합 표면을 포함하고 실질적으로 반원형인 단면 윤곽을 갖는 제 2 부재(182)를 포함한다. 제 2 부재는 제 1 부재와 동일하며, 정합 표면을 따라 제 1 부재에 대해 결합한다. 제 1 부재 및 제 2 부재 각각은 복수의 원주방향으로 이격된 에어포일을 포함한다. 복수의 에어포일 각각은 반경방향 외측 블링부(156)와 반경방향 내측 블링부(160) 사이에서 연장한다.

Description

브링 조립체 및 회전기{ROTARY MACHINES AND METHODS OF ASSEMBLING}
도 1은 예시적인 대향 유동 증기 터빈 엔진의 개략 단면도,
도 2는 도 1에 도시된 증기 터빈 엔진의 고압 영역(HP)의 개략 단면도,
도 3은 도 2에 도시된 고압 영역에서 사용될 수 있는 블링 조립체를 형성하는데 사용될 수 있는 예시적인 부재의 개략 단면도,
도 4는 도 3에 도시된 부재를 사용하여 제조된 예시적인 블링 조립체의 개략 단면도,
도 5는 도 4에 도시된 블링 조립체의 축방향 개략 단면도,
도 6은 도 3에 도시된 부재를 사용하여 제조될 수 있는 블링 조립체의 변형 실시예의 개략 단면도,
도 7은 도 3에 도시된 부재를 사용하여 제조될 수 있는 블링 조립체의 변형 실시예의 개략 단면도,
도 8은 도 3에 도시된 부재를 사용하여 제조될 수 있는 블링 조립체의 변형 실시예의 개략 단면도,
도 9는 도 3에 도시된 부재를 사용하여 제조될 수 있는 블링 조립체의 변형 실시예의 개략 단면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 증기 터빈 엔진 134 : 디바이더
140 : 로터 152 : 블링 조립체
180 : 제 1 부재 182 : 제 2 부재
212 : 밀봉 링 홈 220 : 밴드
본 발명은 대체로 회전기, 보다 상세하게는 회전기에서 사용하는 블링 조립체(bling assembly)에 관한 것이다.
적어도 몇몇의 공지된 증기 터빈은 일련의 유동 관계로서, 증기 입구, 터빈 및 증기 출구를 포함하는 규정된 증기 경로를 갖는다. 이러한 증기 터빈의 다수가 회전가능한 부재에 결합되는 회전 버킷 또는 터빈 블레이드를 향해 증기 유동을 보내는 고정 노즐 세그먼트를 포함한다. 적어도 몇몇의 공지된 고정 노즐 세그먼트는 증기 유동의 이송을 용이하게 하는 복수의 에어포일을 포함한다. 각각의 노즐 세그먼트는 관련 버킷 열과 함께 통상 터빈 스테이지라 칭하며, 대부분의 공지된 증기 터빈은 복수의 스테이지를 포함한다.
몇몇의 공지된 증기 터빈은 때때로 슈라우드라 칭하는 반원형의 반경방향 최외각부를 구비하고, 반원형 에어포일부에 결합된다. 이러한 에어포일부는 대체로 복수의 에어포일을 슈라우드내에 형성된 도브테일 홈으로 삽입되는 반원형 밴드와 결합함으로써 조립된다. 상이한 증기 터빈 구성요소가 상이한 제조 공정, 특성 및/또는 공차로 형성될 수 있기 때문에, 구성요소는 전체 공차를 초과할 수 있는, 스택-업 공차로 알려진 누적 치수 편차(cumulative dimensional deviation)로 조립될 수 있다. 스택-업 공차는 제조비용을 증가시키고 또는 증기 터빈의 효율을 감소시킬 수도 있기 때문에, 조립시 발생할 수 있는 임의의 스택-업 공차의 완화하도록, 개개의 구성요소의 공차는 대체로 감소될 필요가 있다.
또한, 몇몇의 공지된 증기 터빈이 사전-비틀림(pre-twist)되어 조립체내에 삽입된 에어포일을 포함한다. 이러한 사전-비틀림은, 작동시 발생할 수 있는 동역학적 응력을 흡수하고 줄이는 동시에, 장기간의 에어포일의 마모 및 오정렬을 감소시키는 것을 용이하게 하는 소정의 응력을 관련 에어포일내에 발생시킨다. 그러나, 관련된 조작 및 제조 환경에서의 미세한 변화는 상기의 사전-비틀림을 형성함에 있어서 엄격한 공정 제어 공차를 유지하는데 어려움을 가중시킬 수 있으며, 사전-비틀림으로 제공될 수 있는 임의의 이익을 능가할 수 있다.
일 실시예에서, 회전기 조립 방법이 제공된다. 회전기는 로터 둘레에서 적어도 부분적으로 연장하는 케이싱을 포함한다. 상기 방법은 정합 표면을 포함하며, 실질적으로 반원형인 단면 윤곽을 갖는 적어도 2개의 실질적으로 동일한 부재를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 적어도 2개의 부재가 그것의 정 합 표면에서 서로 결합함으로써, 실질적으로 원형인 링을 형성하여 정합 표면이 실질적으로 수평인 조인트를 형성하도록 브링 조립체를 조립하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 브링 조립체의 소정의 반경방향 부분내에 실질적으로 동심, 원형 및 환형인 반경방향 내측 및 외측부, 및 에어포일부를 더 포함한다.
일 실시예에서, 증기 터빈용 브링 조립체가 제공된다. 브링 조립체는 정합 표면 및 실질적으로 반원형인 단면 윤곽을 갖는 제 1 부재를 포함한다. 브링 조립체는 또한 정합 표면 및 실질적으로 반원형인 단면 윤곽을 갖는 제 2 부재를 포함한다. 제 2 부재는 제 1 부재와 동일하며, 정합 표면을 따라 제 1 부재에 대해 결합된다. 제 1 부재 및 제 2 부재 각각은 복수의 원주방향 이격 에어포일을 포함한다. 복수의 에어포일 각각은 반경방향 외측 블링부와 반경방향 내측 블링부 사이에서 연장한다.
추가적인 실시예에서, 회전기가 제공된다. 회전기는 적어도 하나의 로터와 적어도 하나의 로터 둘레에서 적어도 원주방향 일부로 연장하는 적어도 하나의 고정기 케이싱을 포함한다. 회전기는 또한 케이싱과 로터 사이에서 연장하는 블링 조립체를 포함한다. 블링 조립체는 제 1 부재와 제 2 부재를 포함한다. 제 1 부재는 정합 표면을 포함하며, 실질적으로 반원형인 단면 윤곽을 갖는다. 제 2 부재는 정합 표면을 포함하며, 실질적으로 반원형인 단면 윤곽을 갖는다. 제 2 부재는 제 1 부재와 동일하며, 정합 표면을 따라 제 1 부재에 대해 결합한다. 제 1 부재 및 제 2 부재 각각은 복수의 원주방향으로 이격된 에어포일을 포함한다. 복수의 에어포일 각각은 반경방향 외측 블링부와 반경방향 내측 블링부 사이에서 연장한 다.
도 1은 고압(HP) 영역 및 중간압(IP) 영역을 포함하는 예시적인 대향 유동 증기 터빈 엔진(100)의 개략 단면도이다. 고압 쉘(106)(또는 케이싱)은 축방향으로 상부 반부(108) 및 하부 반부(110)로 나눠진다. 유사하게, 중간압 쉘(112)은 상부 반부(114) 및 하부 반부(116)로 축방향으로 나눠진다. 예시적인 실시예에서, 쉘(106, 108)은 내부 케이싱이다. 대안적으로, 쉘(106, 108)은 외부 케이싱이다. 고압 영역과 중간압 영역 사이에 배치된 중앙 영역(118)은 고압 증기 입구(120) 및 중간 압 증기 입구(122)를 포함한다. 케이싱(106, 112)내에서, 고압 영역(102) 및 중간압 영역(104)은 각각 저널 베어링(126, 128)으로 지지되는 단일 베어링 스팬(span)내에 배치된다. 증기 밀봉 기구(130, 132)는 저널 베어링(126, 128) 각각의 내부에 위치된다. 예시적인 실시예에서, 쉘(106, 108)은 외부 케이싱이다. 대안적으로, 쉘(106, 108)은 내부 케이싱이다.
환형 영역 디바이더(divider)(134)는 중앙 영역(118)으로부터 고압 영역(102)과 중간압 영역(104) 사이에서 연장되는 로터 샤프트(140)를 향해 반경방향 내측으로 연장된다. 보다 상세하게는, 디바이더(134)는 제 1 고압 영역 입구 노즐(136)과 제 1 중간압 영역 입구 노즐(138) 사이의 로터 샤프트의 일부 둘레에서 원주방향으로 연장한다. 디바이더(134)는 패킹 케이싱(144)내에 형성된 채널(142)로 수용된다. 보다 상세하게는, 채널(142)은 패킹 케이싱(144)내로 반경방향으로 및 패킹 케이싱(144)의 외측 원주둘레로 연장하는 C 형상이어서, 채널(142)의 중앙 개구는 반경방향 외측으로 대면한다.
작동시, 고압 증기 입구(120)는 증기원(steam source), 예를 들어 전력 보일러(도1에 도시되지 않음)로부터 고압/고온의 증기를 수용한다. 증기는 입구 노즐(136)로부터 고압영역을 통과하도록 경로 설정되며, 증기로부터 일(work)이 추출되어 샤프트(140)에 결합된 복수의 터빈 블레이드 또는 버킷(도1에 도시되지 않음)을 통해 로터 샤프트(140)를 회전시킨다. 버킷의 각 세트는 연관된 버킷으로 증기의 경로 설정을 용이하게 하는 대응 다이어프램(또는 블링)(도 1에 도시되지 않음) 조립체를 포함한다. 증기는 고압 영역(102)내에 존재하고 재가열되는 보일러로 복귀된다. 그 후, 복귀된 증기는 중간 압 증기 입구(122)로 경로 설정되고, 고압 영역(102)으로 진입하는 증기보단 감소된 압력이지만 고압 영역(102)로 진입하는 증기의 온도와 거의 동일한 온도로 입구 노즐(138)을 통해 중간압 영역(104)으로 복귀한다. 버킷 및 블링 조립체의 시스템을 통해 고압 영역(102)에서 사용된 방법과 거의 유사한 방법으로 일(work)이 중간압 영역(104)내의 증기로부터 추출된다. 따라서, 고압 영역(102)내의 작동 압력이 중간압 영역(104)내의 작동 압력보다 높아서, 고압 영역(102)내의 증기는 고압 영역(102)과 중간압 영역(104) 사이에서 발전될 수 있는 유출 경로를 통해 중간압 영역으로 유동하려는 경향이 있다. 이러한 하나의 유출 경로는 패킹 케이싱(144)을 통해 로터 샤프트(140)를 따라 축방향으로 연장하여 형성될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 증기 터빈(100)은 대향 유동 고압 및 중간압 증기 터 빈 조합체이다. 대안적으로, 증기 터빈(100)은 저압 터빈을 포함하는 임의의 개별적인 터빈으로 사용될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명은 대향 유동 증기 터빈에 한정되지 않으며, 단일 유동 및 이중 유동 증기 터빈(이에 한정되지 않음)을 포함하는 증기 터빈 구성으로 사용될 수도 있다.
도 2는 증기 터빈 엔진(100)(도 1에 도시됨)의 고압 영역(102)의 개략 단면도이다. 영역(102)은 완전한 조립시에 하부 반부 케이싱(도 2에 도시되지 않음)에 볼트 체결되는 상부 반부 케이싱을 포함한다. 노즐 캐리어 상단 반부(150)는 상부 반부 케이싱의 반경방향 내측 표면과 정합하여, 노즐 캐리어 상단 반부(150)는 케이싱의 반경방향 내측 연장부로서 작용한다. 이러한 정합은 노즐 캐리어 상단 반부(150)를 터빈 로터(140)에 대해 실질적으로 고정된 위치에 유지시키는 것을 용이하게 한다. 고압 영역(102)은 또한 복수의 블링 조립체(152) 및 실질적으로 환형인 캐리어 블링 홈(153)을 포함한다. 노즐 캐리어 상단 반부(150)는 캐리어 블링 홈(153)을 통해 블링 조립체(152) 및 노즐(138)(도 1에 도시됨)을 실질적으로 고정시켜 지지하는 것을 용이하게 한다. 노즐 캐리어 하단 반부(도 2에 도시되지 않음)는 하부 반부 케이싱에 고정되며 노즐 캐리어 상단 반부(150)와 유사한 방식으로 노즐 및 블링 조립체(152)를 수용한다. 고압 영역(154)은 로터(140)에 고정적으로 결합되는 복수의 회전가능한 터빈 블레이드 또는 버킷 조립체를 더 포함한다. 블링 조립체(152)는 반경방향 외측부(156), 노즐부(158) 및 반경방향 내측부(160)를 포함한다. 또한, 블링 조립체(152)는 반경방향 외측부(156)에 결합된 밀봉 캐리어 연장부(168)를 포함한다. 복수의 반경방향 갭(170)이 연장부(168)의 반경방 향 최내측부[때때로, 버킷 팁 시일(169)로 나타냄] 및 버킷 조립체(154)의 반경방향 최외측부에 의해 형성된다. 예시적인 실시예에서, 연장부(168)는 반경방향 외측부(156)와 일체식으로 제조된다. 대안적으로, 연장부(168)는, 하기에서 보다 상세하게 논의되는 바와 같이, 블링 조립체(152)와 분리되고 반경방향 외측부(156)에 결합되어 제조될 수 있다.
로터(140)는 로터 표면(166)을 포함한다. 복수의 반경방향 갭(162)이 로터 표면(166) 및 블링 조립체(152)[때때로, 샤프트 밀봉부(61)로 나타냄]의 반경방향 최내측부에 의해 형성된다. 로터(140)는 또한 로터 표면(166)내에 형성된 실질적으로 환형인 복수의 로터 홈(163)을 포함한다. 적어도 하나의 실질적으로 아치형인 밀봉 스트립(164)이 콕크(caulk)(도 2에 도시되지 않음)를 통해 각각의 홈(163)내에 고정적으로 결합된다. 반경방향 갭(170)과 관련된 유사한 형상(도 2에 도시되지 않음)이 존재한다.
작동시, 증기는 고압 영역 증기 입구(122)(도 1에 도시됨)를 통해 영역(102)으로 진입하고, 화살표로 표시된 바와 같이, 영역(102)를 통해 이송된다. 입구 노즐(136)(도 1에 도시됨) 및 관련 버킷 조립체(도 2에 도시되지 않음)가 엔진(100)의 제 1 스테이지를 형성한다. 예시적인 실시예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 3개의 연속적인 버킷 조립체(154) 및 3개의 블링 조립체(152)가 3개의 연속적인 스테이지를 형성한다. 대안적으로, 임의의 스테이지의 개수가 증기 터빈(100)에서 사용될 수 있다. 입구 노즐(136) 및 노즐(158)이 증기를 버킷 조립체(154)로 이송하는 것을 용이하게 한다. 블링 조립체(152)는 반경방향 갭(162) 등을 통해 노즐- 버킷-노즐의 첫 번째 증기 유동 경로로부터의 증기 유동 손실의 완화한다. 균등화 경로(도 2에 도시되지 않음)가 버킷 조립체(154)내에 형성되며 증기 유동의 균등화 경로를 통한 갭(162)으로의 이송(도 2에서 화살표로 도시함)을 완화하도록 치수화 및 위치 선정된다. 증기 유동 손실의 완화는, 유사한 방식으로, 반경 방향 외측부(156)에 반경 방향으로 인접 배치되어 반경 방향 갭(170)을 형성하는 밀봉 캐리어 연장부(168)에 의해 보다 용이해진다. 블링 조립체(152) 및 관련된 구성요소는 이하에서 추가적으로 논의한다.
도 3은 고압 영역(102)(도 2에 양쪽이 도시됨)에서 사용될 수 있는 블링 조립체(152)를 형성하는 데 사용될 수 있는 예시적인 실질적으로 원형인 부재(180)의 개략 단면도이다. 부재(180)는 2개의 실질적으로 반원인 부재(182)가 결합하여 형성되며, 각각의 부재는 직경방향으로 최내측 정합 표면(184)을 갖는다. 부재(182)는 주조(casting), 임프레션 다이 단조(impression die forging) 또는 이음매없는 압연 링 단조 공정(seamless rolled ring forging processes)으로 제조될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다. 사용될 수 있는 재료는 스테인리스 강 및 티타늄 합금을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 부재(182)의 반경방향 치수는 증기 터빈 엔진(100)내의 블링 조립체(152)의 위치를 포함하는 치수 제한에 근거하여 예정되지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 부재(182)의 축방향 치수는 반경방향 최외측부(156)(양쪽 모두 도 2에 도시됨)와 일체식으로 밀봉 캐리어 연장부(168)를 제조하는 단계를 포함할 수 있는 블링 조립체(152) 형성 공정 또는 조립체 공정에서 이후에 결합되는 분리 유닛뿐만 아니라, 유사한 치수 제한에 근거할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 유지 기구(도 3에 도시되지 않음)는 점선으로 도시된 바와 같이 정합 표면(184)을 관통하여 부재(180)를 형성하도록, 부재(182)의 반경방향 외측부(186)에 배치된 원추형 구멍 내향 패스너(countersunk inboard fastener)(이에 한정되지 않음)를 포함한다. 대안적으로, 복수의 플랜지부(도 3에 도시되지 않음)가 부재(182)의 일체부로서 형성될 수도 있다. 이러한 대안적인 실시예에서, 유지 기구(도 3에 도시되지 않음)는 부재(180)를 형성하도록 부재(182)에 결합하는 플랜지와 협동하여 사용될 수 있다. 유지 기구는 너트 및 볼트의 조합을 포함할 수 있지만 이제 한정되지 않는다. 또한 대안적으로, 부재(182)는 정합 표면(184)을 용접함으로써 결합될 수 있지만, 유지 기구를 사용하는 것은 블링 조립체의 추가적인 기계가공 또는 노즐 캐리어 상단 반부(150)에서의 제거 및 삽입 각각을 위한 이후의 부재(180)의 해체를 용이하게 한다. 블링 조립체 수평방향 조인트(190)는 부재(182)가 결합될 때, 정합 표면(184)에 의해 형성된다.
도 4는 엔진(100)으로 삽입된 이 후에 부재(180)(도 3에 도시됨)로 제조될 수 있는 예시적인 블링 조립체(152)의 개략 단면도이다. 도 4의 점선은 하기에서 상세하게 논의될 블링 조립체(152)의 상이한 부분을 나타낸다. 노즐부(158)를 가로지르는 증기 유동은 상류 영역(200)으로부터 하류 영역(202)까지 관련된 화살표로 도시된다. 도 4는 로터(140), 갭(162), 로터 홈(163), 밀봉 스트립(164), 콕크(165), 로터 표면(166) 및 갭(170)을 각각에 대해 도시한다.
도 5는 기계가공 완료 후, 해체 전의 (하기에서 추가적으로 후술함) 예시적인 블링 조립체(152)의 축방향 단면 개략도이다. 도 5에 도시된 점선은 축방향 치 수를 가지며 다른 중요부의 도시를 가릴 수도 있는, 예를 들어 연장부(168)와 같은, 블링 조립체(152)의 중요부를 도시하는 데 사용된다. 로터(140), 로터 표면(166), 반경방향 갭(162) 및 수평방향 조인트(190)가 개략적으로 도시된다. 도 4 및 5는 블링 조립체의 제조를 설명하기 위하여 함께 참조될 것이다.
원형 부재(180)(도 3에 도시됨)는 상술한 바와 같이, 2개의 반원 부재(182)를 반경방향 외측부(186)를 통하여 유지 기구와 결합함으로써 형성된다. 부재(180)는 기계가공 중심(도 4 및 도 5에 도시되지 않음)으로 삽입된다.
에어포일(또는 노즐)부(158)는 해당 기술 분야에서 공지된 기계가공 기술을 사용하여 형성된 조립체의 제 1 부분이다. 부분(158)내의 소정의 위치 및 치수로 소정 개수의 노즐을 형성하는 단계가 기계가공 기술로 통합된다. 노즐부(158)와 관련한 치수 공차를 감소시키는 것은 수치제어법(이에 한정되지 않음)과 같은 방법을 포함하는 자동화 기계가공 방법(이에 한정되지 않음)을 사용하는 현대의 기계가공 기술 및 수단을 이용함으로써 용이해질 수 있다. 균일한 공정을 사용하여 부분(158)내에 복수의 노즐을 형성하는 단계는 부분(158)내의 불균일한 노즐의 형성에서 기인하는 블링 조립체(152)와 로터 표면(166) 사이의 축방향 공차가 감소될 가능성을 완화시킨다.
반경방향 외측부(156)는 노즐부(158)를 형성하는 데 사용된 것과 유사한 장치 및 수단을 사용하여 부재(180)내에 형성된다. 외측부(156)는 노즐 캐리어 상단 반부(150)내에 형성된 캐리어 블링홈(153)내로의 삽입을 용이하게 하는 소정의 치수로 형성된다. 더욱이, 외측부(156)는 증기 밀봉 표면 또는 밀봉면 스트립(157) 으로 제공되는 부분(156)의 하류면 중 적어도 일부상에 실질적으로 환형인 돌출부(157)로 형성된다. 노즐부(156)에서와 같이, 반경방향 외측부(156)와 관련된 치수 공차는 상기에서 논의된 바와 같은 현대의 기계가공 기술 및 수단을 이용하여 감소될 수 있다.
실질적으로 환형인 밀봉 링 홈(204)은 반경방향 내측부(160)에 형성되어, 상기에서 논의된 바와 같은 기계가공 기술을 이용하여 반경방향 내측부(160)의 샤프트 밀봉부(161)를 적어도 부분적으로 형성한다. 홈(204)은 하기에서 추가적으로 논의되는 바와 같이, 복수의 구성요소의 순차적인 삽입을 용이하게 하는 소정의 치수로 형성된다. 홈(204)은 축방향 하류 밀봉 표면 또는 밀봉면(208) 및 표면(210)에 안착된 복수의 축방향 대향 밀봉 밴드를 포함한다. 조립체(152)의 2개의 반부가 결합될 때 홈(204)을 형성하는 것은 초과하는 치수 공차의 가능성을 감소시킨다.
실질적으로 환형인 밀봉 링 홈(212)이 연장부(168)내에 형성되어, 홈(204)을 형성하는 데 사용된 것과 유사한 방법으로 연장부(168)의 버킷 팁 밀봉부(169)를 적어도 부분적으로 형성한다. 홈(212)은 하기에서 더 논의되는 바와 같이 복수의 구성요소의 순차적인 삽입을 용이하게 하는 소정의 치수로 형성된다. 홈(212)은 축방향 하류 밀봉 표면, 또는 밀봉면(216) 및 표면(218)에 안착된 복수의 밀봉 밴드를 포함한다. 조립체(152)의 2개의 반부가 결합될 때 홈(212)을 형성하는 것은 치수 공차의 감소시키고, 이어서 스택-업 공차를 완화한다.
상술한 바와 같이 기계가공된 부분(156, 158, 160)을 갖는 블링 조립체(152) 는 기계가공 기구로부터 제거되며, 플랜지(186)로부터 유지 기구(188)를 제거함으로써 수평방향 조인트(190)에서 분리된다. 이러한 동작은 기계가공 기구로 각각 순차적으로 재삽입되는 블링 조립체(152)의 2개의 반원 영역(151)을 형성한다. 나머지 논의는 영역(151)중 하나를 기술할 것이며, 나머지 영역(151)에서는 실질적으로 유사한 동작이 수행된다.
적어도 하나의 실질적으로 아치형인 밀봉 링 밴드(220)가 얻어진다. 예시적인 실시예에서, 하나의 세그먼트만이 각각의 영역(151)으로 삽입되어 180°의 원호를 이루도록, 즉 2개의 밴드 세그먼트(220)가 각각의 블링 조립체에 사용되어 밴드(220)의 360°의 원호를 이루도록, 밴드(220)는 충분한 길이를 갖는다. 대안적으로, 보다 많은 수의 밴드 세그먼트(220)가 블링 조립체내에서 360°의 원호를 이루도록 사용될 수 있다. 밴드(220)는 가요성 재료로 형성될 수 있으며, 홈(204)으로의 순차적인 삽입을 용이하게 하는 아치 형상을 가질 수 있다. 예시적인 실시예에서, 복수의 마모성 층(222)이 밴드(220)의 실질적으로 모든 반경방향 최내측 표면(223)에 형성된다. 초기 기저부가 해당 기술 분야에서 공지된 플라즈마 분사 방법으로 형성된다. 순차적인 보호층이 해당 기술 분야에서 공지된 분말 금속 화염 분사법(powder metal flame spray method)으로 형성된다. 대안적으로, 층의 재료와 형성 방법의 임의의 조합이 밴드(200)의 소정의 작동 파라메타를 달성하도록 사용될 수 있다. 마모성 층(222)이 소정의 공차내에서 마모된다. 밴드(220)를 함께 안착시키고 한정된 마스킹 동작을 갖는 방법론을 형성하는 일 군의 층을 사용함으로써, 마모성 층을 복수의 밴드(220)상에 형성하는 것이 코팅 동작와 관련한 시간 및 비용의 감소시킬 수 있다. 또한, 엔진 정지시 사용될 필요가 있는 온-핸드 교체 밴드(220)를 보다 쉽게 얻을 수 있으며, 정지 기간의 감소가 용이해질 수 있다. 밴드(220)상에 형성된 마모성 층(222)은 로터 표면(166)과 마모성 층(222)이 서로 접촉할 수 있는 과도 상태 동안 마모를 완화시키는 마모 특성을 갖는다.
대안적인 실시예에서, 복수의 래버린스 밀봉 치형부(labyrinth seal teeth)(도 4 및 도 5에 도시되지 않음)가 표면(223)상에 결합될 수 있다. 해당 기술 분야에서 공지된 바와 같이, 밀봉 치형부는 갭(162)을 통한 증기 유동의 완화를 용이하게 하는 구불구불한 경로를 형성한다. 이 후에, 상술한 바와 같은 마모 코팅의 일부가, 층(222)이 단독으로 달성할 수 있는 것과 유사한 결과를 달성하도록 밀봉 치형부 사이에 위치될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 복수의 밀봉 스프링(224)이 소정의 위치에서 홈(204)의 반경방향 최외측부로 삽입되고, 유지 기구 및 코킹(caulking)(이에 한정되지 않음)을 포함하는 방법을 사용하여 홈(204)내에 유지된다. 밴드(220)는 순차적으로 스프링(224)과 안착 표면(210) 사이로 삽입된다. 또한, 예시적인 실시예에서, 밀봉 스프링(224)은 판스프링(leaf spring)이다. 이와는 달리 코일형 스프링이 삽입되거나 어떠한 스프링도 삽입되지 않을 수 있다. 대안적인 실시예에서, 마모성 층(222)을 갖는 밴드(220)는 홈(204)으로 삽입된다. 밀봉 스프링(224)은 밴드(220)를 로터 표면(166)을 향해 편향시켜, 엔진(100)의 정상 작동시, 갭(162)이 작은 값으로 유지되면서, 마모성 층(222)이 실질적으로 로터 표면(166)과 접촉하지 않도록 지지되는 것을 용이하게 한다. 로터 표면(166)이 마모성 층(222)에 접근하 는 경우, 스프링(224)은 갭(162)을 실질적으로 작게 유지하면서 밴드(220)의 후퇴를 용이하게 할 것이다.
적어도 하나의 실질적으로 아치형인 밀봉 링 밴드(226)가 제공된다. 예시적인 실시예에서, 오직 하나의 세그먼트가 각각의 블링 조립체 영역(152)으로 삽입되어 180°의 원호를 얻을 수 있도록, 즉 2개의 밴드 세그먼트(226)가 각각의 블링 조립체(152)에 사용되어, 밴드(226)가 360° 원호를 이루도록, 밴드(226)는 충분한 길이를 갖는다. 이와는 달리, 보다 많은 수의 밴드 세그먼트(226)가 블링 조립체(152)내에서 360° 원호를 이루는데 사용될 수도 있다. 밴드(226)는 가요성 재료로 형성될 수 있으며, 홈(212)으로의 순차적인 삽입을 용이하게 하는 아치형 형상을 가질 수 있다. 예시적인 실시예에서, 밴드(226)는 실질적으로 환형인 2개 반경방향 외측 표면(229) 사이에 배치된 실질적으로 환형인 하나의 반경방향 내측 표면(229)을 포함한다. 대안적으로, 블링 조립체(152)는 임의의 축방향 및 반경방향 형상에서 임의의 개수의 표면(229)을 가질 수 있다.
밴드(220)상에 층(222)을 형성하는 데 사용된 것과 실질적으로 유사한 방법으로, 복수의 마모성 층(228)이 유사한 결과를 달성하기 위해 밴드(226)의 실질적으로 모든 표면(229)상에 형성된다.
복수의 밴드(226)상에 마모성 층(228)을 형성하는 것은 코팅 동작과 관련한 시간 및 비용의 감소를 용이하게 할 수 있다. 또한, 엔진(100) 정지시 사용될 필요가 있는 온-핸드 교체 밴드(226)를 보다 쉽게 얻을 수 있으며, 엔진 정지 기간을 감소시킬 수 있다.
대안적인 실시예에서, 복수의 래버린스 밀봉 치형부(도 4 및 도 5에 도시되지 않음)가 표면(229)에 결합될 수 있다. 해당 기술 분야에서 공지된 바와 같이, 밀봉 치형부는 갭(170)을 통한 증기 유동을 완화하는 구불구불한 경로를 형성한다. 이 후에, 상술한 바와 같은 마모성 코팅의 일부가 층(228) 단독으로 달성할 수 있는 것과 유사한 결과를 달성하기 위해 밀봉 치형부 사이에 배치될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 복수의 밀봉 스프링(230)이 소정의 위치에서 홈(212)의 반경방향 최외측부로 삽입되며, 유지 기구 및 코킹(도 4 및 도 5에 도시되지 않음)을 포함하는 방법(이에 한정되지 않음)을 사용하여 홈(212)내에 유지된다. 밴드(226)가 이 후에 스프링(230)과 안착 표면(218) 사이에 삽입된다. 또한, 예시적인 실시예에서, 밀봉 스프링(230)은 판스프링이다. 이와 달리, 코일 스프링이 삽입되거나 어떠한 스프링도 삽입되지 않을 수 있다. 이러한 대안적인 실시예에서, 마모성 층(228)을 갖는 밴드(226)가 홈(212)내로 삽입된다. 밀봉 스프링(230)은 밴드(226)를 버킷 조립체(154)(도 2에 도시됨)를 향해 편향시켜, 엔진(100)의 정상 작동시, 갭(170)이 작은 값으로 유지되면서, 마모성 층(228)이 실질적으로 버킷 조립체(154)와 접촉하지 않도록 지지되는 것을 용이하게 한다. 버킷 조립체(154)가 마모성 층(228)에 접근하는 경우, 스프링(230)은 갭(162)을 실질적으로 작게 유지하면서 밴드(226)의 후퇴를 용이하게 하여, 마모성 층(228)과 버킷 조립체(154) 사이의 거친 마찰 또는 접촉의 가능성을 완화한다.
블링 조립체(152)의 각 영역(151)은 기계가공 기구로부터 제거되고, 노즐 캐리어 상단 반부(150)내의 캐리어 홈(153)으로 삽입(때때로 "압연"으로 나타냄)된 다. 정렬 및 유지 기구(도 4 및 도 5에 도시되지 않음) 및 해당 기술 분야에서 공지된 방법이 증기 터빈(100)(도 1에 도시됨)내에 블링 조립체(152)를 고정하도록 사용된다.
전형적으로, 여기서 설명되는 바와 같이, 조립체(152)와 같은 블링 조립체는 수치제어법(이에 한정되지 않음)과 같은 방법을 포함하는 자동화 기계가공 방법(이에 한정되지 않음)의 사용을 포함하는 현대의 기계가공 기술 및 수단을 이용하여 제조된다. 대조적으로, 다이어프램 조립체(여기서 설명되는 바와 같은 유사한 방법으로 터빈 작동을 용이하게 하도록 사용될 수도 있다)는 전형적으로, 우선 개별적인 다이어프램부를 제조하고, 이어서 각각의 부분을 용접하여 일체의 다이어프램 조립체를 형성함으로써 제조된다. 일반적으로, 블링 조립체(152) 제조 방법은 재료 유입 및 제조 불일치의 가능성을 실질적으로 감소시키고, 완성된 조립체에서 보다 작은 공차를 허용할 수 있다.
예를 들어, 다이어프램 조립체내에 복수의 노즐을 형성하는 것은 스택-업 공차를 순차적으로 증가시키는 노즐 크기 및 위치의 불일치를 포함하는 고유의 공정 불일치를 가질 수 있다. 특히, 관련된 가공 및 제조 환경의 미세한 변화는 노즐을 형성함에 있어 엄격한 공정 제어 공차를 유지하는데 어려움을 증가시킬 수 있다. 따라서, 여기서 설명하는 바와 같이 부재(180)내에서 일정한 공정을 사용하여 부분(158)내 복수의 노즐을 형성하는 것은 부분(158)내의 불균일한 노즐 형성에서 기인하는 블링 조립체(152)와 로터 표면(166) 사이의 축방향 공차의 감소에 대한 가능성을 완화시킨다. 유사한 공차 감소 결과는 블링 조립체(152)의 제조 공정을 통 해 달성될 수 있다.
또한, 비틀림, 싱글링(shingling), 목 영역(throat area) 측정 및 직립 집합 양식 검사(standing assembled modal test)(이에 한정되지 않음)를 포함하는 다이어프램 조립체 제조에 전형적으로 포함되는 공정내 조립체 검사(in-process assembly checks)는, 여기서 기술된 바와 같이 블링 조립체(152)를 제조 및 조립할 때 필요하지 않을 수 있어서, 다이어프램 조립체와 비교하여 블링(152)의 제조 및 조립에 사용되는 시간의 감소가 잠재적으로 용이해진다.
터빈 엔진(100)(도 1에 도시됨)이 작동 위치에 있을 때, 고압 증기가 상류 영역(200)으로부터 하류 영역(202)로 노즐부(158)를 통해 이송된다. 영역(200)내의 증기 압력은 전형적으로 영역(202)내의 증기 압력보다 높다. 따라서, 차등 증기 압력은 밴드(220)의 밀봉면(208)에 대한, 및 밀봉면(157)의 홈(153)의 하류 벽에 대한 힘을 유발시켜, 노즐부(158) 및 갭(162, 170)을 우회할 수 있는 증기 유동을 완화하기 위한 적어도 3개의 밀봉부를 형성한다.
도 6 내지 9는 부재(180)(도 3에 도시됨)를 이용하여 제조될 수 있는 대안적인 블링 조립체(152)의 개략 단면도이다.
도 6은 대안적인 블링 조립체(352)를 도시한다. 블링 조립체(352)의 반경방향 외측부(156) 및 노즐 부(158)는 블링 조립체(152)의 부분(156, 158)(도 4에 도시됨)과 실질적으로 유사하다. 로터(140)는 개략적으로 도시된다. 블링 조립체는 밀봉 캐리어 연장부(368)를 포함한다. 밀봉 캐리어 연장부(368)는 반경방향 갭(370)을 통한 증기 유동을 완화하기 위해 대안적인 버킷 팁 밀봉부(369)내에 대 안적인 밀봉 링 연장 밴드(326) 및 복수의 대안적인 밀봉 스프링(330)을 수용하는 대안적인 연장 밀봉 링 홈(312)에 의해 밀봉 캐리어 연장부(168)(도 4에 도시됨)와 구별된다. 이러한 대안적인 실시예에서, 스프링(330)은 판형 스프링이다. 이와 달리, 스프링(330)은 코일형 스프링일 수도 있다. 홈(312)은 밴드(226)(도 4에 도시됨)에 관련된 한 부분과 비교할 때, 3개의 부분을 포함하는 밴드(326)를 수용하도록 형성된다. 이러한 대안적인 실시예에서, 밴드(326)는 반경방향 외측부(372), 목부(neck portion)(374) 및 반경방향 내측부(376)를 포함한다. 반경방향 내측부(376)는 목부(374)로부터 반경방향 내측으로 연장한다. 이와 달리, 밴드(326)는 임의의 축방향 및 반경방향 형상의 임의의 개수의 부분을 가질 수 있다. 이러한 대안적인 실시예에서, 밴드(326)는 부분(372)의 표면(329)상의 2개의 복수의 마모성 층(328) 사이에 배치된 부분(376)의 표면(329)상에 복수의 마모성 층(328)을 포함한다. 이와는 달리, 밀봉 치형부(도 6에 도시되지 않음)는 표면(329)상에 결합될 수 있으며, 마모성 코팅은 상술한 바와 같이 치형부 사이에 배치될 수 있다. 실질적으로 환형인 축방향 하류 돌출부(378)는 밀봉 링 홈(312)을 통과하는 증기 유동을 완화하기 위해 목부(374)의 실질적으로 환형인 축방향 하류 표면(380)과 결합되는 밀봉 표면 또는 밀봉면(316)을 포함한다.
블링 조립체(352)는 또한 대안적인 샤프트 밀봉부(361)내에 대안적인 밀봉 링 밴드(320)와 복수의 대안적인 밀봉 스프링(324)을 수용하는 대안적인 연장 밀봉 링 홈(304)에 의해 반경방향 내측부(160)(도 4에 도시됨)와 구분되는 반경방향 내측부(360)를 포함한다. 이러한 대안적인 실시예에서, 밀봉 스프링(324)은 판형 스 프링이다. 이와 달리, 스프링(330)은 코일형 스프링일 수도 있다. 홈(304)은 밴드(220)(도 4에 도시됨)와 관련된 하나의 부분과 비교할 때 3개의 부분을 포함하는 밴드(320)를 수용하도록 형성된다. 이러한 대안적인 실시예에서, 밴드(320)는 반경방향 외측부(382), 목부(384) 및 반경방향 내측부(386)를 포함한다. 부분(386)은 반경방향 갭(362)을 통과하는 증기 유동을 완화하는 교호적인 순서로 2개의 실질적으로 환형인 반경방향 내측부(387) 및 2개의 실질적으로 환형인 반경방향 외측부(389)를 포함한다. 부분(387, 389)은 부분(386)으로부터 반경방향 내측으로 연장한다. 이와 달리, 부분(386)은 임의의 축방향 및 반경방향 구성내에 임의의 개수의 내측 및 외측부(387, 389)를 각각 가질 수 있다. 복수의 마모성 층(322)이 부분(387, 389)의 복수의 반경방향 최내측 표면(323)상에 형성된다. 대안적으로, 밀봉 치형부(도 6에 도시되지 않음)는 표면(323)에 결합될 수 있으며, 마모성 코팅은 상기된 바와 같이 치형부 사이에 배치될 수 있다. 실질적으로 환형인 축방향 하류 돌출부(388)는 홈(304)을 통과하는 증기 유동을 완화하기 위해 목부(384)의 실질적으로 환형인 축방향 하류 표면과 협력하는 밀봉 표면 또는 밀봉면(308)을 포함한다.
도 7은 대안적인 블링 조립체(452)를 도시한다. 블링 조립체(452)내의 반경방향 외측부(156) 및 노즐부(158)는 블링 조립체(152)(도 4에 도시됨)내의 부분(156, 158)과 실질적으로 유사하다. 로터(140)는 개략적으로 도시된다. 블링 조립체(452)는 밀봉 캐리어 연장부(468)를 포함한다. 밀봉 캐리어 연장부(468)는 밀봉 캐리어 연장부(168)(도 4에 도시됨)와 실질적으로 유사하며, 연장 밀봉 링 홈(416), 버킷 팁 밀봉부(469), 축방향 하류 밀봉 표면 또는 밀봉면(416) 및 밀봉 스프링(430)은 블링 조립체(152)(도 4에 도시됨)내의 동등한 구성요소와 실질적으로 유사하다. 이러한 대안적인 실시예에서, 밴드(426)가 반경방향 외측부(472) 및 반경방향 내측부(476)를 포함하고, 양쪽 부분 모두 적어도 하나의 반경방향 최내측 표면(429)을 구비하는 점에서 홈(4120내에 배치된 연장 밀봉 링 밴드(426)는 링 밴드(226)(도 4에 도시됨)와 구별된다. 대안적으로, 밴드(426)는 임의의 축방향 및 반경방향 형상의 임의의 개수의 부분을 가질 수 있다. 복수의 마모성 층(428)이 표면(429)상에 형성된다. 대안적으로, 밀봉 치형부(도 7에 도시되지 않음)는 표면(429)에 결합될 수 있으며, 마모성 코팅은 상술한 바와 같이 치형부 사이에 배치될 수 있다.
블링 조립체(452)는 대안적인 샤프트 밀봉부(461)상에 복수의 대안적인 밀봉 스프링(424) 및 한 쌍의 실질적으로 환형인 축방향 상류 및 하류 돌출부(491, 492)를 각각 수용하는 대안적인 연장 밀봉 링 홈(404)에 의해 반경방향 내측부(160)와 구별되는 반경 내측부(460)를 포함한다. 이러한 대안적인 실시예에서, 밀봉 스프링(424)는 판형 스프링이다. 이와 달리, 스프링(424)은 코일형 스프링일 수도 있다. 대안적인 밀봉 링 밴드(420)는 한 쌍의 실질적으로 환형인 반경방향 외측 축방향 상류 및 하류 돌출부(493, 494) 및 한 쌍의 축방향 상류 및 하류 목부(495, 496)를 각각 포함하며, 실질적으로 환형인 반경방향 내측부(497)를 구비한다. 부분(497)은 반경방향 갭(462)을 통과하는 증기 유동을 완화하는 교호적인 순서로 2개의 유사한 실질적으로 환형인 반경방향 내측부(487) 및 2개의 실질적으로 환형인 반경방향 외측부(489)를 포함한다. 부분(487)은 부분(486)으로부터 반경방향 내측으로 연장한다. 대안적으로, 부분(486)은 임의의 축방향 및 반경방향 구성내에 임의의 개수의 내측 및 외측부(487, 489)를 각각 가질 수 있다. 복수의 마모성 층(422)이 부분(487, 489)의 복수의 반경방향 최내측 표면(423)상에 형성된다. 대안적으로, 밀봉 치형부(도 7에 도시되지 않음)는 표면(423)에 결합될 수 있으며, 마모성 코팅은 상술한 바와 같이 치형부 사이에 배치될 수 있다. 밴드 돌출부(493, 494), 밴드 목부(495, 496) 및 밴드 내측부(497)는 실질적으로 환형인 밀봉 밴드 홈(498)을 형성하도록 결합된다. 밴드(420)는 홈(498)을 통해 돌출부(491, 492)상에 밴드(420)를 삽입함으로써 샤프트 밀봉부(461)에 결합된다. 부분(496)은 돌출부(492)와 협력하여 홈(498)을 통과하는 증기 유동을 완화하는 축방향 하류 밀봉 표면 또는 밀봉면(408)을 포함한다.
도 8은 대안적인 블링 조립체(552)를 도시한다. 블링 조립체(552)내의 노즐부(158)는 블링 조립체(152)(도 4에 도시됨)내의 부분(158)과 실질적으로 유사하다. 로터(140)는 개략적으로 도시된다. 블링 조립체(552)는, 부분(556)이 3개의 구분 영역 즉, 실질적으로 환형인 반경방향 외측 영역(501), 실질적으로 환형인 목 영역(502) 및 실질적으로 환형인 반경방향 내측 영역(503)을 포함한다는 점에서 반경방향 외측부(156)(도 4에 도시됨)와 구별되는 반경방향 외측부(556)를 포함한다. 영역(501, 502, 503)은 한 쌍의 실질적으로 환형인 축방향 상류 및 축방향 하류 홈(505, 507)을 각각 형성하도록 협력한다. 홈(505, 507)은 블링 조립체(552)가 대안적인 노즐 캐리어 상단 반부(도 8에 도시되지 않음)로 삽입되는 것을 용이하게 한다.
블링 조립체(552)는 또한 버킷 팁 밀봉부(569)내에 형성된 홈(512)이 밀봉 스프링용 설비를 포함하지 않는 것을 제외하면, 밀봉 캐리어 연장부(468)(도 7에 도시됨)와 유사한 밀봉 캐리어 연장부(568)를 포함한다. 대안적으로, 복수의 밀봉 스프링(도 8에 도시됨)이 밀봉 스프링(230)(도 4에 도시됨)과 유사한 방법으로 사용될 수 있다. 연장 밀봉 링 밴드(526)가 홈(512)내로 삽입된다. 홈(512)이 밴드(526)의 축방향 하류 표면과 협력하는 축방향 하류 밀봉 표면 또는 밀봉면(516)에 의해 적어도 부분적으로 형성되어, 홈(512)을 통과하는 증기 유동을 완화한다. 연장 밀봉 링 밴드(426)는 이러한 대안적인 실시예에서, 밴드(526)가 반경방향 외측부(572) 및 반경방향 내측부(576)를 포함하며, 양쪽 부분 모두 적어도 하나의 반경방향 최내측 표면(529)을 구비한다는 점에서 밀봉 링 밴드(226)(도 4에 도시됨)와 구별된다. 대안적으로, 밴드(526)는 임의의 축방향 및 반경방향 구성내에 임의의 개수의 부분을 구비할 수 있다. 복수의 마모성 층(528)이 표면(529)상에 형성된다. 대안적으로, 밀봉 치형부(도 8에 도시되지 않음)는 표면(529)에 결합될 수 있으며, 마모성 코팅은 상술한 바와 같이 치형부 사이에 배치될 수 있다.
블링 조립체(552)는, 샤프트 밀봉부(561)내에서 밀봉 스프링을 수용하기 위한 홈이 제공되지 않는다는 점을 제외하면, 반경방향 내측부(460)(도 7에 도시됨)와 유사한 반경방향 내측부(560)를 더 포함한다. 대안적으로, 복수의 밀봉 스프링(도 8에 도시되지 않음)은 밀봉 스프링(224)(도 4에 도시됨)과 유사한 방법으로 사용될 수 있다. 반경바향 내측부(560)는 대안적인 축방향 밀봉부(561)상의 한 쌍 의 실질적으로 환형인 축방향 상류 및 하류 돌출부(591, 592) 각각에 의해 반경방향 내측부(160)와 구별된다. 대안적인 밀봉 링 밴드(520)가 한 쌍의 실질적으로 환형인 반경방향 외측 축방향 상류 및 하류(593, 594), 및 한 쌍의 축방향 상류 및 하류 목부(595, 596)를 각각 포함하며, 실질적으로 환형인 반경방향 내측부(597)를 구비한다. 부분(597)은 반경방향 갭(562)을 통과하는 증기 유동을 완화하는 교호적인 순서의 2개의 유사한 실질적으로 환형인 반경방향 내측부(587) 및 2개 실질적으로 환형인 반경방향 외측부(589)를 포함한다. 부분(587)은 부분(586)으로부터 반경방향 내측으로 연장한다. 대안적으로, 부분(586)은 임의의 축방향 및 반경방향 구성내에 임의의 개수의 내측 및 외측부(587, 589)를 각각 구비할 수 있다. 복수의 마모성 층(552)이 부분(587, 589)의 복수의 반경방향 최내측부 표면(523)상에 형성될 수 있다. 대안적으로, 밀봉 치형부(도 8에 도시되지 않음)가 표면(523)에 결합되며, 마모 코팅이 상술한 바와 같이 치형부 사이에 배치된다. 밴드 돌출부(593, 594), 밴드 목부(595, 596) 및 밴드 외측부(597)가 실질적으로 환형인 밀봉 밴드 홈(598)을 형성하도록 협력한다. 밴드(520)는 홈(598)을 통해 돌출부(591, 592)상으로 삽입됨으로써 샤프트 밀봉부(561)에 결합된다. 부분(596)은 돌출부(596)와 협력하여 홈(598)을 통과하는 증기 유동을 완화하는 축방향 하류 밀봉 표면 또는 밀봉면(508)을 포함한다.
도 9는 대안적인 블링 조립체(652)를 도시한다. 블링 조립체(652)내의 노즐부(158)는 블링 조립체(도 4에 도시됨)내의 부분(158)과 실질적으로 유사하다. 로터(140)는 개략적으로 도시된다. 블링 조립체(652)는 반경방향 외측부(656)를 포 함한다. 반경방향 외측부(656)는 부분(656)이 3개의 구별 영역 즉, 실질적으로 환형인 반경방향 외측 영역(601), 실질적으로 환형인 목 영역(602) 및 실질적으로 환형인 반경방향 내측 영역(603)을 포함한다는 점에서 반경방향 외측부(156)(도 4에 도시됨)와 구별된다. 영역(601, 602, 603)은 한 쌍의 실질적으로 환형인 축방향 상류 및 하류(605, 607)를 각각 형성하도록 협력한다. 홈(605, 607)은 블링 조립체(652)가 대안적인 노즐 캐리어 상단 반부(도 9에 도시되지 않음)로 삽입되는 것을 용이하게 한다.
블링 조립체(652)는 또한, 버킷 팁 밀봉부(669)에 형성된 홈(612)이 밀봉 스프링에 대한 설비를 포함하지 않는 것을 제외하면, 밀봉 캐리어 연장부(168)와 유사한 밀봉 캐리어 연장부(668)를 포함한다. 대안적으로, 복수의 밀봉 스프링(도 9에 도시되지 않음)은 밀봉 스프링(230)(도 4에 도시됨)과 유사한 방법으로 사용될 수 있다. 연장 밀봉 링 밴드(626)가 홈(612)내로 삽입된다. 부분적으로 홈(612)을 형성하는 축방향 하류 밀봉 표면 또는 밀봉면(616)은 밴드(626)의 축방향 하류 표면과 협력하여 홈(612)을 통과하는 증기 유동을 완화한다. 연장 밀봉 링 밴드(626)는 반경방향 갭(629)을 통과하는 증기 유동을 완화시키는 밀봉 링 밴드(226)(도 4에 도시됨)와 실질적으로 유사하다. 복수의 마모성 층(628)이 복수의 표면(629)상에 형성된다. 대안적으로, 밀봉 치형부(도 9에 도시되지 않음)가 표면(629)에 결합될 수 있으며, 마모성 코팅이 상술한 바와 같이 치형부 사이에 배치될 수 있다.
블링 조립체(652)는, 샤프트 밀봉부(661)내에 형성된 홈(604)이 밀봉 스프링 에 대한 설비를 포함하지 않는 것을 제외하면, 반경방향 내측부(160)(도 4에 도시됨)와 실질적으로 유사한 반경방향 내측부(660)를 더 포함한다. 대안적으로, 복수의 밀봉 스프링(도 9에 도시되지 않음)이 밀봉 스프링(224)(도 4에 도시됨)과 유사한 방법으로 사용될 수 있다. 밀봉 링 밴드(620)는 홈(604)으로 삽입된다. 적어도 부분적으로 홈(604)을 형성하는 축방향 하류 밀봉 표면(608)은 밴드(620)의 축방향 하류 표면과 협력하여 홈(604)을 통과하는 증기 유동을 완화한다. 이러한 대안적인 실시예에서, 밴드(620)는 반경방향 갭(662)을 통과하는 증기 유동을 완화하는 밴드(220)와 실질적으로 유사하다. 복수의 마모성 층(622)이 밴드(620)의 반경방향 최내측 표면(623)에 형성된다. 대안적으로, 밀봉 치형부(도 9에 도시되지 않음)는 표면(623)에 결합될 수 있으며, 마모성 코팅은 상술한 바와 같이 치형부 사이에 배치될 수 있다.
블링 조립체(152, 352, 452)(도 4, 6 및 7에 도시됨)의 하나의 장점은 블링 조립체(552, 662)(도 8 및 도 9에 각각 도시됨)에 도시된 바와 같이 반경방향 외측부 도브테일 구성이 없이, 삽입 후의 정렬 및 끼워맞춤 조정이 용이할 수 있다는 것이다.
블링 조립체(552, 662)는, 열 팽창 및 부분(556, 656) 각각의 관련 응력 분포(이에 한정되지 않음)를 포함하는 다양한 작동 상황이 고려되도록 2개 이상의 반원 세그먼트로 분할될 필요가 있다. 예를 들어, 원형 부재(180)는 4개 이상의 부분적으로 원형인 부재로 구성된다.
본원에 기술된 터빈 블링 조립체를 제조하기 위한 방법 및 기구는 터빈 시스 템의 작동을 용이하게 한다. 보다 상세하게, 상술한 바와 같은, 터빈 블링 조립체는 보다 견고한 터빈 스팀 밀봉 형상을 용이하게 한다. 이러한 증기 밀봉 형상은 또한 효율성, 신뢰성, 유지 비용의 감소 및 터빈 시스템의 정지 기간의 감소를 용이하게 한다.
터빈 시스템과 관련된 터빈 블링 조립체의 예시적인 실시예가 상세하게 상술된다. 방법, 기구 및 시스템은 본원에서 기술된 특정 실시예 또는 도시된 특정 터빈 블링 조립체에 한정되지 않는다.
본 발명이 다양한 특정 실시예에 관하여 설명되었지만, 본 기술분야의 당업자는 본 발명이 청구항의 사상 및 범위내의 변형으로 실행될 수 있음을 알게될 것이다.
본원에 기술된 터빈 블링 조립체를 제조하기 위한 방법 및 기구는 터빈 시스템의 작동을 용이하게 한다. 또한, 본원 발명의 블링 조립체는 보다 견고한 터빈 스팀 밀봉 형상을 제공하여, 터빈 시스템의 효율성, 신뢰성, 유지 비용의 감소 및 정지 기간의 감소를 용이하게 한다.

Claims (10)

  1. 증기 터빈(100)용 블링 조립체(152)에 있어서,
    정합 표면(184)을 포함하고, 실질적으로 반원형 단면 윤곽을 갖는 제 1 부재(180)와,
    정합 표면을 포함하고, 실질적으로 반원형 단면 윤곽을 가지며, 상기 제 1 부재와 동일하며, 상기 정합 표면을 따라 상기 제 1 부재에 결합하는 제 2 부재(182)를 포함하며,
    상기 제 1 부재 및 제 2 부재 각각은 복수의 원주 방향으로 이격된 에어포일을 포함하며, 상기 복수의 에어포일 각각은 반경방향 외측 블링부(156)와 반경방향 내측 블링부(160) 사이에서 연장하는
    블링 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반경방향 내측 블링부(160)는 그 내부에 형성된 적어도 하나의 실질적으로 환형인 밀봉 링 홈(212)을 포함하며, 상기 홈은 증기 밀봉면(216)에 의해 적어도 부분적으로 형성되는
    블링 조립체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 반경방향 내측 블링부(160)는,
    상기 밀봉 링 홈(212)내에 배치되는 밀봉 링 밴드(220)로서, 상기 밀봉 링 밴드의 적어도 일부가 적어도 하나의 마모성 층(222)을 포함하는, 상기 밀봉 링 밴드(220)와,
    상기 밀봉 링의 반경방향 외측에 배치되고, 상기 밀봉 링 밴드와 상기 반경방향 내측 블링부의 일부 사이에서 편향되는 복수의 스프링(224)을 더 포함하는
    블링 조립체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 반경방향 외측 블링부(156)에는, 상기 복수의 에어포일로부터 하류방향으로 소정의 거리로 연장하는 실질적으로 환형인 밀봉 캐리어 연장부(168)가 형성되며, 상기 밀봉 캐리어 연장부는 그 내부에 형성된 적어도 하나의 밀봉 링 홈(212)을 포함하며, 상기 밀봉 링 홈은 증기 밀봉면(216)에 의해 적어도 부분적으로 형성되며, 상기 밀봉 링 홈은 밀봉 링 밴드(220)의 적어도 일부위에 형성된 적어도 하나의 마모성 층(222)을 포함하는 적어도 하나의 상기 밀봉 링 밴드를 수용하도록 구성되는
    블링 조립체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 반경방향 외측 블링부(156)는 하류면(202) 및 대향하는 상류면(200)을 포함하며, 상기 하류면의 적어도 일부가 증기 밀봉면(208)을 형성하는
    블링 조립체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 반경방향 외측의 블링부(156)는 상기 외측 블링부로부터 반경방향 외측으로 연장하는 적어도 하나의 플랜지를 포함하며, 상기 플랜지는 상기 블링 조립체를 상기 증기 터빈 조립체내에 결합하는 것을 용이하게 하는
    블링 조립체.
  7. 회전기에 있어서,
    적어도 하나의 로터(140)와,
    상기 적어도 하나의 로터의 둘레에서 적어도 부분적으로 원주방향으로 연장하는 적어도 하나의 고정기와,
    상기 케이싱과 상기 로터 사이에서 연장하고, 제 1 부재(180) 및 제 2 부재(182)를 포함하는 블링 조립체(152)로서, 상기 제 1 부재는 정합 표면(184)을 포함하고 실질적으로 반원 단면 윤곽을 가지며, 상기 제 2 부재는 정합 표면을 포함하고 실질적으로 반원 단면 윤곽을 가지며, 상기 제 2 부재는 상기 제 1 부재와 동일하고 상기 정합 표면을 따라 상기 제 1 부재에 결합하며, 상기 제 1 부재 및 상기 제 2 부재 각각은 복수의 원주방향으로 이격된 에어포일을 포함하며, 상기 복수의 에어포일 각각은 반경방향 외측 블링부(156)와 반경방향 내측 블링부(160) 사이 에서 연장하는, 상기 블링 조립체를 포함하는
    회전기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 반경방향 내측 블링부(160)는 그 내부에 형성된 적어도 하나의 실질적으로 환형인 밀봉 링 홈(212)을 포함하며, 상기 홈은 증기 밀봉면(216)에 의해서 적어도 부분적으로 형성되는
    회전기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 반경방향 내측 블링부(160)는,
    상기 밀봉 링 홈(212)내에 배치되는 밀봉 링 밴드(220)로서, 상기 밀봉 링 밴드의 적어도 일부가 적어도 하나의 마모성 층(222)을 포함하는, 상기 밀봉 링 밴드(220)와,
    상기 밀봉 링 밴드의 반경방향 외측에 배치되고, 상기 밀봉 링 밴드와 상기 반경방향 내측 블링부의 일부 사이에서 편향되는 복수의 스프링(224)을 포함하는
    회전기.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 반경방향 외측 블링부(156)는 상기 복수의 에어포일로부터 하류방향으 로 소정 거리로 연장하는 실질적으로 환형인 밀봉 캐리어 연장부(168)로 형성되며, 상기 밀봉 캐리어 연장부는 그내에 형성된 적어도 하나의 밀봉 링 홈(212)을 포함하며, 상기 밀봉 링 홈은 증기 밀봉면(216)에 의해 적어도 부분적으로 형성되며, 상기 밀봉 링 홈은 상기 밀봉 링 밴드의 적어도 일부상에 형성된 적어도 하나의 마모성 층(222)을 포함하는 적어도 하나의 밀봉 링 밴드(220)를 수용하도록 구성되는
    회전기.
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