KR20120098949A - 아코디언 형상 벨로즈를 사용하여 이루어지는 시일 기구 및 그 시일 기구를 구비한 증기 터빈 - Google Patents

아코디언 형상 벨로즈를 사용하여 이루어지는 시일 기구 및 그 시일 기구를 구비한 증기 터빈 Download PDF

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Abstract

여분의 수고와 비용을 필요로 하지 않고, 피시일 축체를 둘러싸는 아코디언 형상 벨로즈를 구비한 시일 기구의 고유 진동수의 조정을 용이하게 하고, 피시일 축체와의 공진 회피를 용이하게 하는 것을 목적으로 한다. 저압 증기 터빈(10)의 로터축(26)으로, 외부 차실(12)과 그라운드부(32) 사이를 시일하는 시일 기구(40A)를 설치한다. 시일 기구(40A)는 외측 아코디언 형상 벨로즈(46)와 내측 아코디언 형상 벨로즈(48)가 서로 비접촉 상태에서 단부판(42 및 44)에 기밀 상태를 유지해서 접속되어 있다. 외측 아코디언 형상 벨로즈(46)는 단부판(42, 44)의 외측 테두리 단부에 접속되고, 내측 아코디언 형상 벨로즈(48)는 단부판(42, 44)의 내측 테두리 단부에 접속되어 있으므로, 양쪽 아코디언 형상 벨로즈의 위치 결정이 용이해진다.

Description

아코디언 형상 벨로즈를 사용하여 이루어지는 시일 기구 및 그 시일 기구를 구비한 증기 터빈{SEALING MECHANISM USING ACCORDIONED BELLOWS, AND STEAM TURBINE PROVIDED WITH SAID SEALING MECHANISM}
본 발명은, 증기 터빈의 로터축 등에 적용되기 적합하고, 고유 진동수의 설정이 용이하여, 로터축계와의 공진을 용이하게 회피할 수 있는 시일 기구 및 그 시일 기구를 구비한 증기 터빈에 관한 것이다.
증기 터빈은, 외부 차실의 내부에 내부 차실이 설치되고, 중심부에 로터가 회전 가능하게 지지되어 있다. 이 로터에 복수의 동익이 설정된 간격으로 고정되고, 내부 차실에 고정된 익환(翼環)링으로 복수의 정익이 고정되어 있다. 이렇게 해서, 동익과 정익이 교대로 또한 다단으로 배치된 증기 통로가 형성되어 있다. 외부 차실 및 내부 차실에 증기 입구부가 설치되고, 상기 증기 입구부로부터 내부 차실 내에 들어간 증기는, 상기 증기 통로를 통하여, 로터를 회전시켜서, 상기 로터에 연결된 발전기를 구동한다.
로터는, 외부 차실의 외측에 있는 베어링부에서 회전 가능하게 지지되고, 상기 베어링부는, 콘크리트 등으로 만들어진 기초대 위에 고정되어 있다. 상기 베어링부와 외부 차실 사이의 로터축에는, 증기 누설을 방지하는 그라운드부(축밀봉부)가 설치되고, 상기 그라운드부는, 상기 베어링부에 연결부를 통해서 지지되어 있다. 그라운드부에는, 통상, 로터의 회전에 제공된 후, 내부 차실로부터 배출된 저압의 시일 증기가 공급된다.
또한, 외부 차실과 그라운드부 사이로부터 증기가 누설하는 것을 방지하기 위해, 외부 차실과 그라운드부 사이에, 로터축을 둘러싸도록, 원통 형상의 아코디언 형상 벨로즈가 가설되어 있다. 상기 아코디언 형상 벨로즈는, 열팽창이나 압력에 의한 외부 차실과 그라운드부 사이의 상대 변위를 흡수 가능하게 되어 있다.
특허 문헌 1에는, 외부 차실과 그라운드부 사이에 아코디언 형상 벨로즈가 배치된 시일 기구가 개시되어 있다. 이하, 특허 문헌 1에 개시된 시일 기구를 도 4 및 도 5에 의해 설명한다. 도 4에 나타내는 시일 기구(100A)는, 이중 층 구조의 원통 형상의 아코디언 형상 벨로즈(102)가, 도시 생략된 로터축의 주위에 상기 로터축을 둘러싸도록 배치되어 있다. 상기 아코디언 형상 벨로즈(102)는, 도시 생략된 외부 차실과 연결한 링 형상의 단부판(112)과, 도시 생략된 그라운드부와 연결한 링 형상의 단부판(114) 사이에 가설되고, 외부 차실과 그라운드부 사이를 기밀 시일하여, 증기 누설을 방지하고 있다.
원자력 발전 플랜트에 내장된 증기 터빈에 있어서는, 안전성의 관점으로부터, 전술한 이중 구조의 아코디언 형상 벨로즈가 채용되어 있다.
아코디언 형상 벨로즈(102)는, 두개의 원통을 포개서 내측으로부터 압력을 가해서 성형하고, 평면부(104)를 제외해 아코디언 형상이 된 내층 벨로즈(102a)와 외층 벨로즈(102b)로 구성되어 있다. 평면부(104)의 외표면에는 링 형상의 리브(106)가 고착되고, 리브(106)의 외벽에 설치된 구멍에 추(108)가 삽입 고정되어 있다. 이 리브(106) 및 추(108)로 진동 조정 수단이 구성되어 있다. 추(108)의 수 또는 질량을 조정함으로써, 아코디언 형상 벨로즈(102)의 고유 진동수를 조정하여 아코디언 형상 벨로즈(102)와 로터의 공진을 회피하고 있다.
도 5는, 특허 문헌 1에 개시된 아코디언 형상 벨로즈의 다른 구성예이다. 도 5에 있어서, 이 시일 기구(100B)는, 상기 진동 조정 수단을 구비하고 있지 않은 이중 층 구조의 아코디언 형상 벨로즈(102)와, 이 아코디언 형상 벨로즈(102)의 외측에 배치된 벨로즈(116)로 구성되어 있다. 벨로즈(116)의 양단부는, 각각 지지 부재(118)를 통해서 단부판(112) 또는 단부판(114)에 연결되어 있다. 이 벨로즈(116)를 설치함으로써, 시일 기구(100B)의 고유 진동수를 조정 가능하게 하고 있다.
일본 특허 출원 공개 제2009-235971호 공보
증기 터빈의 그라운드부에 설치되는 아코디언 형상 벨로즈는, 유연성을 갖는 아코디언 형상부에 의해 고유 진동수가 결정된다. 특허 문헌 1에 개시된 시일 기구(100A 및 100B)는, 내층 벨로즈(102a)와 외층 벨로즈(102b) 사이의 간극은 거의 없어, 밀착된 구조로 되어 있다. 그로 인해, 제작시의 밀착 정도의 차에 의해, 고유 진동수가 고르지 못하고, 요구되는 고유 진동수로 설정하는 것이 용이하지 않아, 터빈 로터와의 공진 회피를 위한 고유 진동수의 설정이 곤란해진다고 하는 문제가 있다.
따라서, 아코디언 형상 벨로즈를 설치한 후에, 1대마다 고유 진동수를 확인하기 위한 가진 시험을 행할 필요가 있다. 또한, 경우에 따라서는, 고유 진동수를 재조정할 필요가 발생하거나, 혹은 아코디언 형상 벨로즈를 재제작하지 않을 수 없는 사태가 발생하고, 그로 인해, 아코디언 형상 벨로즈의 설치에 여분의 수고와 시간이 걸린다고 하는 문제가 있다.
이것을 회피하기 위해서, 특허 문헌 1의 시일 기구(100A)에서는, 리브(106)와 추(108)로 이루어지는 진동 조정 수단을 설치하고, 시일 기구(100A)의 고유 진동수를 조정하고 있지만, 상기 진동 조정 수단을 설치하기 위한 수고와 비용이 여분으로 소요되고 있다.
또한, 시일 기구(100B)에서는, 이중 구조의 아코디언 형상 벨로즈(102)의 외측에, 제3 벨로즈(116)를 설치하고, 고유 진동수를 조정하고 있지만, 벨로즈(116)와 지지 부재(118)를 두개로 나누어서 아코디언 형상 벨로즈(102)의 외측에 설치할 필요가 있고, 이로 인해 여분의 수고와 시간이 소요된다고 하는 문제가 있다.
본 발명은, 이러한 종래 기술의 과제를 감안하여, 여분의 수고와 비용을 필요로 하지 않고, 피시일 축체를 둘러싸도록 설치되는 아코디언 형상 벨로즈의 고유 진동수의 조정이 용이한 시일 기구, 구체적으로는 아코디언 형상 벨로즈를 사용하여 이루어지는 시일 기구 및 상기 시일 기구를 구비한 증기 터빈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 아코디언 형상 벨로즈를 사용하여 이루어지는 시일 기구는, 피시일 축체를 둘러싸는 통 형상의 아코디언 형상 벨로즈로 구성되고, 상기 아코디언 형상 벨로즈의 양단부가 상기 피시일 축체의 주위에 배치된 지지 부재에 접속되어, 상기 지지 부재 간의 상대 변위를 허용하면서 피시일 축체의 주위를 기밀 시일하는 시일 기구에 있어서, 상기 아코디언 형상 벨로즈가, 외측 아코디언 형상 벨로즈와, 피시일 축체를 중심으로 상기 외측 아코디언 형상 벨로즈와 동심 형상으로 이루어지도록 외측 아코디언 형상 벨로즈의 내측에 상자 형상으로 설치된 내측 아코디언 형상 벨로즈로 이루어지고, 외측 아코디언 형상 벨로즈 및 내측 아코디언 형상 벨로즈는, 각각 단일한 판형상체를 절곡해서 구성되고, 외측 아코디언 형상 벨로즈와 내측 아코디언 형상 벨로즈는 서로 비접촉 상태로 배치되어 있는 것이다.
본 발명의 시일 기구에서는, 외측 아코디언 형상 벨로즈와 내측 아코디언 형상 벨로즈가, 비접촉 상태로 배치되고, 양쪽 아코디언 형상 벨로즈의 밀착 정도를 고려할 필요가 없기 때문에, 시일 기구의 고유 진동수의 산출이 용이해진다. 그로 인해, 시일 기구의 고유 진동수의 설정이 용이해지므로, 고유 진동수의 조정에 여분의 수고와 비용을 필요로 하지 않는다. 그로 인해, 1대마다 고유 진동수를 확인하기 위한 가진 시험을 행할 필요가 없어져, 시험에 필요로 하는 비용을 저감할 수 있음과 동시에, 아코디언 형상 벨로즈를 재제작하는 수고와 비용을 없앨 수 있다.
또한, 특허 문헌 1에 개시된 시일 기구와 같이, 진동 조정을 위한 특별한 수단을 필요로 하지 않고, 특허 문헌 1의 이중 층 구조의 아코디언 형상 벨로즈와 동등한 시일 성능을 갖는다.
또한, 외측 아코디언 형상 벨로즈의 내측에 내측 아코디언 형상 벨로즈를 상자 형상으로 설치하기 때문에, 도 5에 나타낸 바와 같이, 아코디언 형상 벨로즈(102)의 외측에 2개로 나눈 아코디언 형상 벨로즈를 설치하는 경우보다, 제작이 용이하다.
본 발명의 시일 기구에 있어서, 지지 부재가 서로 대면하는 단부에, 피시일 축체를 둘러싸는 간격 형성용 링 부재가 설치되고, 외측 아코디언 형상 벨로즈가 상기 간격 형성용 링 부재의 외측 테두리 단부에 접속되어 있는 동시에, 내측 아코디언 형상 벨로즈가 상기 간격 형성용 링 부재의 내측 테두리 단부에 접속되어 있으면 된다.
이와 같이, 외측 아코디언 형상 벨로즈 및 내측 아코디언 형상 벨로즈를, 이 간격 형성용 링 부재를 통해서 지지 부재에 설치함으로써, 양쪽 아코디언 형상 벨로즈를 서로 간격을 두고, 비접촉 상태로 지지 부재에 설치하는 것이 용이해진다.
또한, 본 발명의 시일 기구를 증기 터빈의 그라운드부에 적용하면 된다. 즉, 피시일 축체가 증기 터빈의 로터축이며, 지지 부재가 외부 차실 및 그라운드부이며, 외측 아코디언 형상 벨로즈 및 내측 아코디언 형상 벨로즈가 외부 차실과 그라운드부 사이에 기밀을 유지해서 가설되고, 외부 차실과 그라운드부 사이의 로터축의 주위를 기밀 시일하도록 한다. 이에 의해, 간소 또한 저비용으로, 시일 기구의 고유 진동수의 조정이 용이해지므로, 로터축과의 공진 회피가 용이해진다.
또한, 본 발명의 시일 기구에 있어서, 외측 아코디언 형상 벨로즈 및 내측 아코디언 형상 벨로즈는, 그들이 요구된 고유 진동수 및 환경 조건에 적합하도록, 판 두께, 산 개수, 피치 폭 또는 재질이 선택되도록 하면 된다.
이와 같이, 판 두께, 산 개수, 피치 폭 또는 재질을 선택함으로써, 요구된 고유 진동수로 설정하는 것이 더욱 용이해지고, 또한, 환경 조건에 맞는 강도나 내구 성능 등을 부여할 수 있다.
또한, 본 발명의 증기 터빈은, 외부 차실과, 상기 외부 차실의 내부에 설치된 내부 차실과, 상기 내부 차실의 내부에 배치된 로터와, 상기 로터에 축 방향으로 설정 간격으로 고정된 복수의 동익과, 내부 차실의 내부에 각 동익 사이에 위치하도록 고정된 복수의 정익과, 외부 차실의 외측에 설치되어 로터축을 회전 가능하게 지지하는 베어링부와, 상기 로터축이 외부 차실을 관통하는 부위에 설치되어 증기 누설을 방지하는 그라운드부를 구비한 증기 터빈에 있어서, 외부 차실과 그라운드부 사이에 상기 어느 하나의 구성을 갖는 시일 기구를 설치한 것이다.
본 발명의 시일 기구를 증기 터빈의 로터축에 적용함으로써, 외부 차실과 그라운드부 사이로부터 증기가 누설되는 것을 확실하게 방지할 수 있음과 동시에, 간소 또한 저비용의 구성으로, 시일 기구와 로터축의 공진을 회피할 수 있다.
본 발명의 시일 기구에 따르면, 피시일 축체를 둘러싸는 통 형상의 아코디언 형상 벨로즈로 구성되고, 상기 아코디언 형상 벨로즈의 양단부가 상기 피시일 축체의 주위에 배치된 지지 부재에 접속되고, 상기 지지 부재 간의 상대 변위를 허용하면서 피시일 축체의 주위를 기밀 시일하는 시일 기구에 있어서, 상기 아코디언 형상 벨로즈가, 외측 아코디언 형상 벨로즈와, 피시일 축체를 중심으로 상기 외측 아코디언 형상 벨로즈와 동심 형상이 되도록 외측 아코디언 형상 벨로즈의 내측에 상자 형상으로 설치된 내측 아코디언 형상 벨로즈로 이루어지고, 외측 아코디언 형상 벨로즈 및 내측 아코디언 형상 벨로즈는, 각각 단일한 판형상체를 절곡해서 구성되고, 외측 아코디언 형상 벨로즈와 내측 아코디언 형상 벨로즈는 서로 비접촉 상태로 배치되어 있으므로, 간소 또한 저비용의 수단으로 고유 진동수의 조정이 가능하게 되어, 피시일 축체와의 공진을 회피할 수 있다. 또한, 종래의 이중 층 구조의 아코디언 형상 벨로즈와 동등한 내구성을 갖고, 장기 수명화를 달성할 수 있다.
또한, 본 발명의 증기 터빈은, 외부 차실과, 상기 외부 차실의 내부에 설치된 내부 차실과, 상기 내부 차실의 내부에 배치된 로터와, 상기 로터에 축 방향으로 설정 간격으로 고정된 복수의 동익과, 내부 차실의 내부에 각 동익 간에 위치하도록 고정된 복수의 정익과, 외부 차실의 외측에 설치되어 로터축을 회전 가능하게 지지하는 베어링부와, 상기 로터축이 외부 차실을 관통하는 부위에 설치되어 증기 누설을 방지하는 그라운드부를 구비한 증기 터빈에 있어서, 상기 구성의 시일 기구를 구비하고 있으므로, 외부 차실과 그라운드부 사이의 증기 누설을 확실하게 방지할 수 있는 동시에, 간소 또한 저비용의 수단으로 로터축과 시일 기구의 공진을 회피할 수 있다.
도 1은 본 발명의 시일 기구를 증기 터빈에 적용한 제1 실시 형태에 관한 증기 터빈 로터 주변의 단면도이다.
도 2는 상기 실시 형태의 시일 기구를 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 시일 기구의 제2 실시 형태를 도시하는 단면도이다.
도 4는 종래의 시일 기구의 단면도이다.
도 5는 종래의 다른 시일 기구를 도시하는 단면도이다.
이하, 본 발명을 도면에 나타낸 실시 형태를 사용해서 상세하게 설명한다. 단, 이 실시 형태에 기재되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대 배치 등은 특히 특정적인 기재가 없는 한, 이 고안의 범위를 그것만으로 한정하는 취지는 아니다.
(실시 형태 1)
본 발명의 시일 기구를 저압 증기 터빈에 적용한 제1 실시 형태를 도 1 및 도 2에 기초하여 설명한다. 우선, 도 1에 의해, 저압 증기 터빈(10)의 증기 배기 측의 구성을 설명한다. 도 1에 있어서, 로터(20)를 둘러싸도록 외부 차실(12)이 설치되어 있다. 외부 차실(12)에서는, 플로우 가이드(16)가, 로터(20)를 회전시킨 후의 저압 증기 s를 배기시키는 배기실(14)을 형성하고 있다. 플로우 가이드(16)는 지지 부재(18)에 설치되어 있다.
로터(20)에는, 최종단의 동익을 구성하는 디스크(22)와 블레이드(24)가 로터(20)에 일체로 형성되어 있다. 상기 최종단 동익의 직상류 측에는, 내부 차실(도시 생략)에 고정된 도시 생략의 최종 정익이 설치되어 있다. 로터(20)로부터 일체로 연장 설치된 로터축(26)은, 외부 차실(12)의 외측에서 베어링 상자(28)의 내부에 설치된 베어링 패드(도시 생략)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 베어링 상자(28)는 콘크리트 등으로 만들어진 기초대(30) 위에 고정되어 있다.
외부 차실(12)과 베어링 상자(28) 사이에는, 로터축(26)과 외부 차실(12)의 간극으로부터 증기가 누설되는 것을 방지하기 위한 그라운드부[(축 밀봉부)(32)]가 설치되어 있다. 통상, 그라운드부(32)에는, 배기실(14)을 흐르는 저압의 배기 증기의 일부가 시일 증기로서 공급되고, 그라운드부에서의 증기 누설을 방지하고 있다. 그라운드부(32)의 케이싱(34)은 연결부(36)를 통해서 베어링 상자(28)와 연결되어 있다. 그라운드부(32)의 내부에는, 로터축(26)에 접하는 부분에 래비린스 시일(38)이 설치되고, 로터축(26)과의 간극으로부터 증기가 누설되는 것을 방지하고 있다.
외부 차실(12)의 지지 부재(18)에 연결된 차폐벽(19)과 그라운드부(32)의 케이싱(34) 사이의 영역을 밀폐하여 이 영역으로부터 증기가 누설되는 것을 방지하기 위해서, 본 실시 형태에 관한 시일 기구(40A)가 설치되어 있다. 이하, 이 시일 기구(40A)의 구성을 도 2에 의해 설명한다.
도 2에 있어서, 차폐벽(19)의 그라운드부(32) 측에 면하는 면에, 링 형상의 단부판(42)이 용접 또는 볼트 결합에 의해 기밀을 유지해서 고정 설치되어 있다. 또한, 그라운드부(32)의 케이싱(34)의 차폐벽(19) 측에 면하는 면에, 링 형상의 단부판(44)이 용접 또는 볼트 결합에 의해 고정 설치되어 있다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 이들 단부판은, 직사각형의 단면을 갖고 있다.
이들 단부판 사이에, 외측 아코디언 형상 벨로즈(46)와 내측 아코디언 형상 벨로즈(48)가 장착되어 있다. 이들 2개의 아코디언 형상 벨로즈는, 각각 금속으로 이루어지는 단일한 판형상체를 아코디언 형상으로 절곡 형성한 것이다. 외측 아코디언 형상 벨로즈(46)의 양단부는, 각각 단부판(42) 또는 단부판(44)의 외측 테두리 단부에 기밀하게 용착되어 있다. 또한, 내측 아코디언 형상 벨로즈(48)의 양단부는, 각각 단부판(42) 또는 단부판(44)의 내측 테두리 단부에 기밀하게 용착되어 있다. 그리고, 외측 아코디언 형상 벨로즈(46)의 내측 단부와 내측 아코디언 형상 벨로즈(48)의 외측 단부는, 서로 접촉하지 않도록, 높이 방향으로 간격 C1이 설치되어 있다. 간격 C1은, 시일 기구(40A)가 진동해도 접촉하지 않도록, 0.1mm 이상의 간격을 갖고 있다.
본 실시 형태에 따르면, 외측 아코디언 형상 벨로즈(46)와 내측 아코디언 형상 벨로즈(48)가 항상 접촉하지 않는 간격을 가지고 배치되어 있으므로, 종래와 같이, 밀착 정도의 차에 의한 고유 진동수의 편차가 발생하지 않는다. 그로 인해, 로터축(26)에 설치한 후의 시일 기구(40A)의 고유 진동수의 설정이 용이해진다. 그로 인해, 시일 기구(40A)와 로터축(26)의 공진을 용이하게 회피할 수 있다. 또한, 특허 문헌 1에 개시된 시일 기구와 같이, 고유 진동수를 조정하기 위한 특별한 수단을 필요로 하지 않으므로, 제작 비용을 증가시키는 일이 없다.
또한, 외측 아코디언 형상 벨로즈(46) 및 내측 아코디언 형상 벨로즈(48)가 단부판(42 및 44)에 기밀 상태를 유지해서 접속되어 있으므로, 종래의 이중 구조의 아코디언 형상 벨로즈와 동등한 증기 누설 방지 효과를 얻을 수 있다.
또한, 외측 아코디언 형상 벨로즈(46)의 양단부는 단부판(42 및 44)의 외측 테두리 단부에 접속되고, 내측 아코디언 형상 벨로즈(48)의 양단부가 단부판(42 및 44)의 내측 테두리 단부에 접속되고, 양쪽 아코디언 형상 벨로즈가 단부판(42, 44)을 통해서 차폐벽(19) 및 케이싱(34)에 고착되어 있으므로, 양쪽 아코디언 형상 벨로즈의 위치 결정이 용이해져, 양쪽 아코디언 형상 벨로즈를 비접촉 상태로 설치하는 것이 용이하다.
이와 같이, 시일 기구(40A)의 고유 진동수의 설정이 용이해지기 때문에, 재제작할 필요가 없어짐과 동시에, 시일 기구(40)A의 로터축(26)으로의 설치후, 1대마다 가진 시험을 할 필요가 없어져, 가진 시험에 필요로 하는 비용을 없앨 수 있다.
(실시 형태 2)
다음에, 본 발명의 시일 기구의 제2 실시 형태를 도 3에 의해 설명한다. 상기 제1 실시 형태는, 외측 아코디언 형상 벨로즈(46)와 내측 아코디언 형상 벨로즈(48)의 판 두께, 산 개수, 산 높이, 피치 폭 및 재질이 동일했지만, 본 실시 형태의 시일 기구(40B)는, 내측 아코디언 형상 벨로즈(48)에 대하여, 산 개수, 산 높이, 피치 폭 및 재질을 상이하게 한 외측 아코디언 형상 벨로즈(50)를 사용하고 있다. 그 밖의 구성은, 양쪽 아코디언 형상 벨로즈의 설치 방법도 포함시켜, 제1 실시 형태와 동일하고, 본 실시 형태도 제1 실시 형태와 마찬가지로, 저압 증기 터빈(10)의 로터축(26)에 적용된 것이다.
즉, 외측 아코디언 형상 벨로즈(50)의 산 높이 H1 및 피치 폭 P1은, 내측 아코디언 형상 벨로즈(48)의 산 높이 H2 및 피치 폭 P2에 대하여, P2<P1, H1<H2의 관계에 있고, 외측 아코디언 형상 벨로즈(50)의 산 높이는 내측 아코디언 형상 벨로즈(48)의 산 높이보다 낮아져 있다. 또한, 외측 아코디언 형상 벨로즈(50)의 하단부와 내측 아코디언 형상 벨로즈(48)의 상단부 사이의 간격 C2는, 제1 실시 형태의 간격 C1보다 커지고 있다. 또한, 고온 환경에 있는 내측 아코디언 형상 벨로즈(48)의 재질은 내열성이 우수한 스테인리스강(SUS310 또는 SUS410)을 사용하고, 외측 아코디언 형상 벨로즈(50)의 재질은, 내식성이 우수한 크롬강(SCr)을 사용하고 있다.
이와 같이, 본 실시 형태에서는, 외측 아코디언 형상 벨로즈(50)와 내측 아코디언 형상 벨로즈(48)를, 각각의 요구 조건 및 사용 환경에 맞게, 각각의 사양을 바꿈으로써, 고유 진동수의 설정이 더욱 용이해짐과 동시에, 시일 기구(40B)의 장기 수명화를 달성할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 또한, 외측 아코디언 형상 벨로즈(50)의 판 두께를 바꾸도록 해도 된다.
본 발명에 따르면, 피시일 축체에 대한 시일 성능을 유지하면서, 고유 진동수의 설정이 용이하여, 피시일 축체와의 공진을 용이하게 회피할 수 있고, 예를 들어, 증기 터빈의 로터축의 그라운드부의 시일에 적합한 시일 기구를 실현할 수 있다.

Claims (5)

  1. 피시일 축체를 둘러싸는 통 형상의 아코디언 형상 벨로즈로 구성되고, 상기 아코디언 형상 벨로즈의 양단부가 상기 피시일 축체의 주위에 배치된 지지 부재에 접속되고, 상기 지지 부재 간의 상대 변위를 허용하면서 피시일 축체의 주위를 기밀 시일하는 시일 기구에 있어서,
    상기 아코디언 형상 벨로즈가, 외측 아코디언 형상 벨로즈와, 피시일 축체를 중심으로 상기 외측 아코디언 형상 벨로즈와 동심 형상이 되도록 외측 아코디언 형상 벨로즈의 내측에 상자 형상으로 설치된 내측 아코디언 형상 벨로즈로 이루어지고,
    외측 아코디언 형상 벨로즈 및 내측 아코디언 형상 벨로즈는, 각각 단일한 판형상체를 절곡해서 구성되고, 외측 아코디언 형상 벨로즈와 내측 아코디언 형상 벨로즈는 서로 비접촉 상태로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 아코디언 형상 벨로즈를 사용하여 이루어지는 시일 기구.
  2. 제1항에 있어서, 상기 지지 부재가 서로 대면하는 단부에, 상기 피시일 축체를 둘러싸는 간격 형성용 링 부재가 설치되고, 외측 아코디언 형상 벨로즈가 상기 간격 형성용 링 부재의 외측 테두리 단부에 접속되어 있음과 동시에, 내측 아코디언 형상 벨로즈가 상기 간격 형성용 링 부재의 내측 테두리 단부에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는, 아코디언 형상 벨로즈를 사용하여 이루어지는 시일 기구.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 피시일 축체가 증기 터빈의 로터축으로서, 상기 지지 부재가 외부 차실 및 그라운드부이며,
    상기 외측 아코디언 형상 벨로즈 및 내측 아코디언 형상 벨로즈가 외부 차실과 그라운드부 사이에 기밀을 유지해서 가설되고, 외부 차실과 그라운드부 사이의 로터축의 주위를 기밀 시일하는 것인 것을 특징으로 하는, 아코디언 형상 벨로즈를 사용하여 이루어지는 시일 기구.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외측 아코디언 형상 벨로즈 및 내측 아코디언 형상 벨로즈는, 그들이 요구된 고유 진동수 및 환경 조건에 적합하도록, 판 두께, 산 개수, 피치 폭 또는 재질이 선택되어 있는 것을 특징으로 하는, 아코디언 형상 벨로즈를 사용하여 이루어지는 시일 기구.
  5. 외부 차실과, 상기 외부 차실의 내부에 설치된 내부 차실과, 상기 내부 차실의 내부에 배치된 로터와, 상기 로터에 축 방향으로 설정 간격으로 고정된 복수의 동익과, 내부 차실의 내부에서 각 동익 사이에 위치하도록 고정된 복수의 정익과, 외부 차실의 외측에 설치되어 로터축을 회전 가능하게 지지하는 베어링부와, 상기 로터축이 외부 차실을 관통하는 부위에 설치되어 증기 누설을 방지하는 그라운드부를 구비한 증기 터빈에 있어서,
    상기 외부 차실과 그라운드부 사이에 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 아코디언 형상 벨로즈를 사용하여 이루어지는 시일 기구를 설치한 것을 특징으로 하는, 증기 터빈.
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