KR20140068056A - 액추에이터 밀봉 시스템 및 방법 - Google Patents

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기세프 이우리시
프랑코 사리
마르코 페렐라
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누보 피그노네 에스피에이
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Abstract

하나 이상의 베인의 배향을 변경하는데 사용가능한 액추에이터 장치(300)와, 액추에이터 로드(310)의 일 단부에서의 제 1 유체 및 액추에이터 로드의 타 단부에서의 제 2 유체를 분리하는 관련 방법이 제공된다. 액추에이터 장치는 액추에이터 로드 및 액추에이터 장치 바디부(320)를 포함하고, 이 액추에이터 장치 바디부는, 액추에이터 로드가 축을 따라 액추에이터 장치 바디부 내측에서 이동하는 것을 허용하도록 구성되고, 제 3 유체가 액추에이터 장치 바디부(320)와 액추에이터 로드(310) 사이의 공간으로 유입되는 것을 허용하도록 구성된 입구 플랜지(322), 및 제 3 유체가 액추에이터 장치 바디부를 빠져나가는 것을 허용하도록 구성된 출구 플랜지(324)를 구비한다. 제 1 유체와 제 2 유체 사이에 유체 시일을 제공하는 것에 부가하여, 제 3 유체는 액추에이터 로드를 가열하여 얼음 형성을 방지할 수도 있다.

Description

액추에이터 밀봉 시스템 및 방법{ACTUATOR SEALING SYSTEM AND METHOD}
본 명세서에 개시된 개시내용의 실시예는 일반적으로 방법 및 시스템에 관한 것이고, 특히 가변 입구 베인 시스템에 있어서 액추에이터 로드를 밀봉하기 위한 기구 및 기술에 관한 것이다.
과거에, 각종 산업에서 압축기의 중요성은 증가되었다. 압축기는 엔진, 터빈, 발전, 극저온 응용, 오일 및 가스 공정 등에 사용된다. 그러므로, 압축기에 관한 다양한 기구 및 기술은, 종종 이러한 터보기계의 효율성을 향상시키고 특정한 상황에 관련된 문제를 해결하기 위해 연구되고 있다.
작동 시스템은 압축기, 펌프 및 팽창기와 같은 다양한 장비에 사용되어 장비의 현재 상태를 변경하기 위해 힘을 인가한다. 예를 들어, 작동 시스템은 압축기 응용에 사용된 조정가능한 입구 안내 베인(inlet guide vane; IGV)을 작동시켜서, 압축기 로터 내로의 유입 공기의 입사각을 조정하고, 유입 공기량을 제어하여, 예를 들어 적절한 서지(surge)를 보장하고 효율성을 최대화한다.
조정가능한 IGV 시스템(100)의 일례는, 도 1에 도시되어 있으며, ASME Turbo Expo 2008: Power for Land, Sea and Air(2008년 6월 9~13일)의 발표논문집의 M.Hensges의 "산업용 터보 압축기를 위한 조정가능한 입구 안내 베인의 시뮬레이션 및 최적화"로부터 복사된 것이고, 이 내용의 전체는 참조로 본 명세서에 합체된다. 조정가능한 IGV 시스템(100)은 제 1 베인(104)과 직접 연결된 액추에이터 레버(102)를 포함한다. 제 1 베인(104)은 구동 아암(106)을 거쳐서 구동 링(108)에 연결된다. 제 1 베인(104)은 안내 베인 캐리어(110)에 회전가능하게 부착된다. 복수의 다른 베인(112)은 안내 베인 캐리어(110)에 회전가능하게 부착된다. 복수의 베인(112)은 구동 링(108)과 연결된 복수의 링크 기구(linkage)(114)에 의해 작동된다. 따라서, 액추에이터 레버(102)가 회전되면, 액추에이터 레버는 제 1 베인(104)의 회전뿐만 아니라, 구동 링(108)의 변위를 결정하고, 그에 따라 복수의 링크 기구(114)의 이동 및 복수의 베인(112)의 회전을 야기한다.
도 2는 조정가능한 IGV 시스템을 작동하는 방법을 도시한다(도 2에 있어서의 116은 안내 베인 캐리어임). 접촉 지점(118)에서, 작동 바(120)로부터 인가된 작동력(F)은 구동 링(108)으로 전달된다. 액추에이터 로드(120)를 거쳐서 전달된 작동력은 작동 장치(130)에 의해 발생된다. 작동 장치(130)는 이 작동 장치 내측에 위치된 제어 전자장치(140)에 의해 적어도 부분적으로 제어 및/또는 모니터링된다.
조정가능한 IGV 시스템(100)이 작동할 수 있는(예를 들면, 천연 가스 설치에 사용될 경우) 잠재적인 유해 환경을 고려해볼 때, 제어 전자장치(140)는 이러한 환경으로부터 격리된다. 종래에, 이러한 환경으로부터 제어 전자장치(140)의 격리는, 스프링에 의해 가압되는 기계적 시일(mechanical seal), 예를 들면 다이나믹 시일(dynamic seal)을 사용하여 작동 장치(130)의 바디부와 액추에이터 로드(120) 사이의 공간을 폐쇄함으로써 달성된다.
기계적 시일이 만족스럽게 작동하지 않는다는 것이 관찰되었다. 게다가, 가끔 환경(즉, 작동 장치 외측) 내의 가스는 낮은(극저온) 온도를 가지며, 따라서 작동 장치(130)의 바디부 내측으로 연장하고, 양호한 열전도체인 칠드(chilled) 액추에이터 로드(120)는, (케이스 내부의 습기의 응축에 의해) 얼음 형성을 결정할 수도 있다. 얼음은 액추에이터 바의 이동을 저지할 수도 있다.
게다가, 작동력이 유압으로 발생된다면, 작동 장치(130) 내외측의 다른 압력은 시일이 효과적이지 않은 경우에 다른 문제점(예를 들면, 불균형 및 힘) 및 비효율성(예를 들면, 힘의 방향이 변할 수 있음)을 야기할 수도 있다.
따라서, 상술한 문제점 및 결점을 회피하는 시스템 및 방법을 제공하는 것이 바람직하다.
다양한 실시예에 따르면, 액추에이터 로드의 일 단부에서의 제 1 유체와 액추에이터 로드의 타 단부에서의 제 2 유체를 분리하는 것은 적어도 하나의 유체 유동을 사용하여 달성된다.
하나의 예시적인 실시예에 따르면, 하나 이상의 베인의 배향을 변경하는데 사용 가능한 액추에이터 장치는 액추에이터 로드 및 액추에이터 장치 바디부를 포함한다. 액추에이터 로드는 축을 따라 힘을 전달하도록 구성되고, 제 1 유체 내의 제 1 단부 및 제 2 유체 내의 제 2 단부를 구비하고, 제 2 단부는 축을 따라 제 1 단부에 대향한다. 액추에이터 장치 바디부는 액추에이터 로드가 축을 따라 액추에이터 장치 바디부 내측에서 이동하는 것을 허용하도록 구성되고, 제 3 유체가 액추에이터 장치 바디부와 액추에이터 로드 사이의 공간으로 유입되는 것을 허용하도록 구성되는 제 1 입구 플랜지, 및 제 3 유체가 액추에이터 장치 바디부를 빠져나가는 것을 허용하도록 구성되는 제 1 출구 플랜지를 구비한다. 제 3 유체는 제 1 유체의 압력보다 큰 압력을 갖고, 제 1 출구 플랜지는 제 1 입구 플랜지보다 액추에이터 로드의 제 1 단부에 근접하여 있다.
다른 예시적인 실시예에 따르면, 압축기는 압축기를 통과하는 제 1 유체의 방향 및 양중 적어도 하나를 결정하도록 구성되는 하나 이상의 베인, 및 하나 이상의 베인에 힘을 인가하도록 구성되는 액추에이터 장치를 포함한다. 액추에이터 장치는 액추에이터 로드 및 액추에이터 장치 바디부를 포함한다. 액추에이터 로드는 축을 따라 힘을 전달하도록 구성되고, 제 1 유체 내의 제 1 단부 및 제 2 유체 내의 제 2 단부를 구비하고, 제 2 단부는 축을 따라 제 1 단부에 대향한다. 액추에이터 장치 바디부는 액추에이터 로드가 축을 따라 액추에이터 장치 바디부 내측에서 이동하는 것을 허용하도록 구성되고, 제 3 유체가 액추에이터 장치 바디부와 액추에이터 로드 사이의 공간으로 유입되는 것을 허용하도록 구성되는 제 1 입구 플랜지, 및 제 3 유체가 액추에이터 장치 바디부를 빠져나가는 것을 허용하도록 구성되는 제 1 출구 플랜지를 구비한다. 제 3 유체는 제 1 유체의 압력보다 큰 압력을 갖고, 제 1 출구 플랜지는 제 1 입구 플랜지보다 액추에이터 로드의 제 1 단부에 근접하여 있다.
다른 예시적인 실시예에 따르면, 작동 바의 제 1 단부에서의 압축기 유체 및 작동 바의 제 2 단부에서의 환경을 밀봉하는 방법으로서, 제 2 단부는 제 1 단부와 대향하고, 작동 바는 축을 따라 액추에이터 장치 바디부 내측에서 이동하도록 구성되는, 상기 밀봉 방법이 제공된다. 이 방법은, 액추에이터 장치 바디부의 제 1 입구 플랜지 및 액추에이터 장치 바디부의 제 1 출구 플랜지를 거쳐서, 액추에이터 장치 바디부와 액추에이터 로드 사이의 공간에 압축기의 출력부로부터 안내된 압축기 유체의 제 1 유동을 제공하는 단계를 포함하고, (1) 제 1 유동에서의 압축기 유체는 작동 바의 제 1 단부에서의 압축기 유체의 압력보다 큰 압력을 갖고, (2) 제 1 출구 플랜지는 제 1 입구 플랜지보다 액추에이터 로드의 제 1 단부에 근접하여 있다. 이 방법은, 액추에이터 장치 바디부의 제 2 입구 플랜지 및 액추에이터 장치 바디부의 제 2 출구 플랜지를 거쳐서, 액추에이터 장치 바디부와 액추에이터 로드 사이의 공간에 중성 유체의 제 2 유동을 제공하는 단계를 포함하고, (3) 제 1 입구 플랜지 및 제 1 출구 플랜지는 제 2 입구 플랜지 및 제 2 출구 플랜지보다 제 1 단부에 근접하여 있고, (4) 제 2 입구 플랜지는 제 2 출구 플랜지보다 작동 바의 제 2 단부에 근접하여 있다.
본 명세서에 합체되고 또한 본 명세서의 일부분을 구성하는 첨부 도면은, 하나 이상의 실시예를 도시하고, 상세한 설명과 함께 이러한 실시예를 설명한다.
도 1은 IGV 시스템의 개략도,
도 2는 IGV 시스템을 작동하는 액추에이터 장치의 도면,
도 3은 예시적인 실시예에 따른 액추에이터 장치의 개략도,
도 4는 다른 예시적인 실시예에 따른 액추에이터 장치의 개략도,
도 5는 다른 예시적인 실시예에 따른 액추에이터 장치의 개략도,
도 6은 다른 예시적인 실시예에 따른 액추에이터 장치의 개략도,
도 7은 다른 예시적인 실시예에 따른 압축기의 IGV 베인에서 작동하는 액추에이터 장치의 개략도,
도 8은 예시적인 실시예에 따른 압축기의 작동 바의 제 2 단부에서의 환경으로부터 작동 바의 제 1 단부에서의 압축기 유체를 밀봉하는 방법으로서, 제 2 단부는 제 1 단부에 대향하고, 작동 바는 축을 따라 이동하도록 구성되는, 상기 밀봉 방법의 흐름도.
예시적인 실시예의 이하의 설명은 첨부 도면을 참조한다. 상이한 도면에 있어서의 동일한 참조 부호는 동일한 요소 또는 유사한 요소를 지시한다. 이하의 상세한 설명은 본 발명을 한정하지 않는다. 대신에, 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 규정된다. 이하의 실시예는 단순화를 위해, 액추에이터 장치를 거쳐서 힘을 인가함으로써 변경되는 입구 베인을 구비하는 압축기의 구성 및 용어에 관해서 설명된다. 그러나, 다음에 설명되는 실시예는 이러한 압축기에 한정되지 않고, 액추에이터 로드의 일 단부에서의 환경을 액추에이터 로드의 타 단부에서의 환경으로부터 격리하는데 필요한 다른 시스템에 적용될 수도 있다.
본 명세서 전체에 걸쳐서 "하나의 실시예" 또는 "일 실시예"에 대한 언급은, 일 실시예와 관련하여 설명된 특정한 특징, 구조, 또는 특성이 개시된 개시내용의 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전체에 걸쳐서 다양한 부분에서 문구 "하나의 실시예에 있어서" 또는 "일 실시예에 있어서"의 기재는 반드시 동일한 실시예를 나타내는 것은 아니다. 게다가, 특정한 특징, 구조, 또는 특성은 하나 이상의 실시예에서 임의의 적합한 방식으로 조합될 수도 있다.
다양한 실시예에 따른 액추에이터 장치에 있어서, 스프링을 갖는 기계적 시일은 액추에이터 로드와 액추에이터 바디부 사이에서 순환하는 유체의 하나 이상의 유동을 사용하는 다이나믹 시일에 의해 대체된다. 유체의 유동중 적어도 하나는 액추에이터 로드를 가열하여 얼음의 형성을 방지할 수도 있다. 도 3은 축(305)을 따라 힘을 인가하도록 구성되는 액추에이터 장치(300)의 예시적인 실시예를 도시한다. 액추에이터 장치(300)는 하나 이상의 베인의 배향을 변경하는데 사용될 수도 있다. 액추에이터 장치(300)는 축(305)을 따라 힘을 전달하도록 구성된 액추에이터 로드(310)를 포함한다. 액추에이터 로드(310)의 제 1 단부(312)는 제 1 유체, 예를 들면, 압축기로 들어가는 천연 가스에 의해 둘러싸인다.
액추에이터 로드(310)는 액추에이터 장치 바디부(320)를 통해 이동하도록 장착된다. 즉, 액추에이터 장치 바디부(320)는 액추에이터 로드(310)가 축(305)을 따라 액추에이터 장치 바디부(320)의 내측에서 이동하는 것을 허용하도록 구성된다. 액추에이터 로드(310)의 제 2 단부(314)[제 2 단부가 축(305)을 따라 제 1 단부(312)에 대향함]는 액추에이터 장치 바디부(320)의 공동부(316) 내측에 구속될 수 있는 제 2 유체에 노출될 수도 있다. 제어 전자장치(318)는 액추에이터 장치 바디부(320)에 장착되어 제 2 유체에 노출될 수도 있다. 용어 "제어 전자장치"는 액추에이터 및/또는 액추에이터 모터를 의미할 수 있다. 본 발명은 부식성 제 1 유체로부터 격리 상태에 있는 제 2 유체에 노출된 제어 전자장치로 통칭되는 장치(들)에 의해 제한되지 않는다.
제 2 유체는 전자장치(318)에 악영향을 미치지 않는 공기 또는 다른 유체일 수도 있다. 그러나, 압축기 내에 압축될 수도 있는 천연 가스는 일반적으로 부식성이고, 전형적으로 전자장치의 급격한 열화를 초래한다. 그러므로, 액추에이터 장치 바디부(320) 및 액추에이터 로드(310)는 제 1 유체(예를 들면, 천연 가스)가 제 2 유체(예를 들면, 공기)와 혼합되는 것을 방지하도록 구성 및 작동된다.
그러므로, 액추에이터 장치 바디부(320)는 제 3 유체가 액추에이터 로드(310)와 액추에이터 장치 바디부(320) 사이의 공간에 있어서의 액추에이터 장치 바디부 내측에서 유동하는 것을 허용하도록 구성된다. 제 3 유체가 이 공간으로 유입되도록 하기 위해, 액추에이터 장치 바디부(320)는 제 1 입구 플랜지(322)를 구비한다. 제 3 유체가 액추에이터 장치 바디부를 빠져나가도록 하기 위해, 액추에이터 장치 바디부(320)는 제 1 출구 플랜지(324)를 구비한다. 따라서, 제 3 유체는 축(305)에 평행하게 또한 액추에이터 로드(310)와 액추에이터 장치 바디부(320) 사이에서, 제 1 입구 플랜지(322)로부터 제 1 출구 플랜지(324)로 흐른다. 제 1 출구 플랜지(324)는 제 1 입구 플랜지(322)보다 액추에이터 로드(310)의 제 1 단부(312)에 근접하여 있을 수도 있다. 제 3 유체는 제 1 유체의 압력보다 큰 압력 및/또는 제 1 유체와 실질적으로 동일한 조성을 가질 수도 있다. 예를 들어, 제 3 유체는 압축기의 출구로부터 재순환되는 압축된 제 1 유체(즉, 가스)일 수도 있다.
제 3 유체는 제 1 유체의 온도와 상이한 온도를 가질 수도 있다. 제 3 유체의 온도를 제어하기 위해, 열교환기 또는 유사한 공지의 장치가 사용될 수도 있다. 이것에 의해, 양호한 열전도체(예를 들면, 금속 또는 금속 합금)로 제조된 액추에이터 로드(310)는 제 3 유체로 인해 가열되어 응축 및 얼음이 발생하지 않을 수 있다.
다수의 기계적 시일(330)이 다양한 위치에 존재할 수도 있지만, 본 발명의 개념은 다른 시일의 존재에 의해 한정되지 않는다. 액추에이터 장치(300)에서 축(305)을 따라 발생된 힘에 의해 이동된 하나 이상의 베인과 액추에이터 로드(310) 사이에는 커넥팅 로드(connecting rod)(340)가 있을 수도 있지만, 본 발명의 개념은 이러한 커넥팅 로드의 존재에 의해 한정되지 않는다.
또한, 제 3 유체 유동은 축을 따라서 힘을 증대시키는데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 도 4에 도시하는 바와 같이, 다른 예시적인 실시예에 따른 액추에이터 장치(400)는 축(305)을 따른 실링 입구 플랜지(322)의 위치와 실링 출구 플랜지(324)의 위치 사이에 위치된 단차부(415)를 구비하도록 구성된 액추에이터 로드(410)를 포함한다. 즉, 실링 입구 플랜지의 위치와 단차부(415) 사이에, 축(305)에 수직인 액추에이터 로드(410)의 제 1 영역(A1)은, 단차부(415)와 실링 출구 플랜지(324)의 위치 사이에, 축에 수직인 액추에이터 로드(410)의 제 2 영역(A2)보다 작다. 이러한 단면적[제 3 유체의 유동 방향, 즉, 축(305)에 평행한 방향에 수직인 단면적]의 변화는, 제 3 유체의 유동이 액추에이터 로드를 밀봉할 뿐만 아니라, 유동 방향으로 힘을 발생시켜서 액추에이터 장치(400)의 전체적인 힘에 기여하게 한다. 또한, 단차부(415)는 압축기로부터의 유체가 일 방향으로 액추에이터 로드(410)에 작용하고, 제 3 유체가 반대 방향으로 액추에이터 로드(410)에 작용하므로 균형 효과(balancing effect)를 갖는다.
도 5에 도시된 다른 예시적인 실시예에 있어서, 액추에이터 장치(500)는 다른 유체가 액추에이터 장치 바디부(520)와 액추에이터 로드(310) 사이의 공간에서 유동하는 것을 허용하도록 구성된 액추에이터 장치 바디부(520)를 구비한다. 액추에이터 장치 바디부(520)는, 중성 유체가 액추에이터 장치 바디부(520)와 액추에이터 로드(310) 사이의 공간으로 유입되는 것을 허용하도록 구성된 제 2 입구 플랜지(532), 및 중성 유체가 액추에이터 장치 바디부(520)를 빠져나오는 것을 허용하도록 구성된 제 2 출구 플랜지(534)를 구비한다. 제 1 입구 플랜지(322) 및 제 1 출구 플랜지(324)는, 제 2 입구 플랜지(532) 및 제 2 출구 플랜지(534)보다 액추에이터 로드(310)의 제 1 단부(312)에 근접하여 있다. 또한, 제 2 입구 플랜지(532)는 제 2 출구 플랜지(534)보다 액추에이터 로드(310)의 제 2 단부(314)에 근접하여 있다. 중성 유체는 주로 질소(N2)일 수 있으며, 예를 들면, 중성 유체는 70%의 질소를 포함할 수도 있다.
공간으로 유입되는 중성 유체의 압력이 제 1 입구 플랜지(322)로 유입되는 유체의 압력보다 클 경우, 또한 제 1 입구 플랜지(322)로부터의 유체가 전자장치(318)가 설치되는 폐쇄 공동부(316)를 향해 전진하는 것을 방지할 수도 있다. 따라서, 액추에이터 로드(310) 주위의 밀봉은 더욱 향상된다. 물론, 종래의 시일(330)은 또한 추가의 밀봉을 위해 액추에이터 로드(310)의 단부(314)에 근접하게 제공될 수도 있다.
게다가, 액추에이터 장치 바디부는 축(305)을 따라 제 1 입구 플랜지(322)와 제 2 출구 플랜지(534) 사이에 위치된 벤트부(550)를 포함할 수도 있고, 중성 유체 및/또는 제 3 유체가 액추에이터 장치 바디부(520)를 빠져나가는 것을 허용하도록 구성된다.
도 6은 복수의 상술된 특징을 포함하는 액추에이터 장치(600)의 일 실시예이다(도 3 내지 도 6에서와 동일한 참조 부호는 동일한 요소 또는 유사한 요소를 지시함). 게다가, 액추에이터 장치(600)[또는 액추에이터 장치(300, 400, 500)중 임의의 것]는, 제 1 입구 플랜지(322)로 유입되기 전에 제 3 유체의 현재 온도를 변화시키도록 구성된 제 3 유체 온도 조절기(660)를 포함할 수도 있다. 제 3 유체는 액추에이터 장치의 특정한 적용/사용에 따라 가열 또는 냉각될 수도 있다.
도 7에 도시된 전체도에 있어서, 압축기(700)는 적어도 하나의 방향 및 압축기를 통과하는 제 1 유체의 방향 및 양중 적어도 하나를 결정하도록 구성된 하나 이상의 베인(710), 및 액추에이터 장치(720)를 구비한다. 상술된 장치(300, 400, 500, 600)중 임의의 장치일 수 있는 액추에이터 장치(720)는 하나 이상의 베인(710)에 힘을 인가하도록 구성된다. 압축기(700)는 하나 이상의 베인을 통과한 후에 제 1 유체를 수용하고, 제 1 유체를 압축하고, 그 다음에, 압축된 제 1 유체를 출력하도록 구성된 압축기 바디부(730)를 구비한다. 제 3 유체는 압축된 제 1 유체의 일부일 수도 있다.
상술된 실시예의 일부는 액추에이터 로드의 제 1 단부에서의 압축기 유체 및 액추에이터 로드의 제 2 단부에서의 환경을 밀봉하는 방법(800)을 실행할 수도 있고, 제 2 단부는 제 1 단부와 대향하고, 액추에이터 바는 축을 따라 액추에이터 장치 바디부 내측에서 이동하도록 구성된다. 도 8에 나타낸 방법(800)은, S810에서, 액추에이터 장치 바디부의 제 1 입구 플랜지 및 액추에이터 장치 바디부의 제 1 출구 플랜지를 거쳐서, 액추에이터 장치 바디부와 액추에이터 로드 사이의 공간에 압축기의 출력부로부터 안내된 압축기 유체의 제 1 유동을 제공하는 단계를 포함하고, (1) 제 1 유동에서의 압축기 유체는 작동 바의 제 1 단부에서의 압축기 유체의 압력보다 큰 압력을 갖고, (2) 제 1 출구 플랜지는 제 1 입구 플랜지보다 액추에이터 로드의 제 1 단부에 근접하여 있다. 이 방법(800)은, S820에서, 액추에이터 장치 바디부의 제 2 입구 플랜지 및 액추에이터 장치 바디부의 제 2 출구 플랜지를 거쳐서, 액추에이터 장치 바디부와 액추에이터 로드 사이의 공간에 중성 유체의 제 2 유동을 제공하는 단계를 포함하고, (3) 제 1 입구 플랜지 및 제 1 출구 플랜지는 제 2 입구 플랜지 및 제 2 출구 플랜지보다 제 1 단부에 근접하여 있고, (4) 제 2 입구 플랜지는 제 2 출구 플랜지보다 작동 바의 제 2 단부에 근접하여 있다.
개시된 예시적인 실시예는 터보기계의 IGV의 액추에이터를 밀봉하고 결빙을 방지하며 밸런싱(balancing)을 유지하기 위한 장치 및 방법을 제공한다. 이러한 설명은 본 발명을 한정하고자 의도된 것이 아님을 이해해야만 한다. 반면에, 예시적인 실시예는 첨부된 특허청구범위에 의해 규정된 본 발명의 사상 및 범위 내에 포함되는 대체예, 변형예 및 등가물을 커버하는 것을 의도한다. 게다가, 예시적인 실시예의 상세한 설명에 있어서, 수많은 구체적인 설명은 청구된 발명의 포괄적인 이해를 제공하기 위해 기재된다. 그러나, 당업자는 다양한 실시예가 이러한 구체적인 설명없이 실시될 수도 있다는 것을 이해할 것이다.
본 예시적인 실시예의 특징부 및 요소가 실시예에서 특정한 조합으로 설명되지만, 각 특징부 또는 요소는 실시예의 다른 특징부 및 요소없이 단독으로 사용되거나, 또는 본 명세서에 개시된 다른 특징부 및 요소와 함께 또는 이들 다른 특징부 및 요소없이 다양한 조합으로 사용될 수도 있다.
상기에 기재된 내용은, 개시된 개시내용의 예를 사용하여, 당업자가 임의의 디바이스 또는 시스템을 제조 및 사용하고 임의의 포함된 방법을 수행하는 것을 비롯하여 개시내용의 예를 실시할 수 있게 한다. 본 개시내용의 특허가능한 범위는 청구범위에 의해 규정되고, 당업자에 의해 이루어지는 다른 예를 포함할 수도 있다. 이러한 다른 예는 특허청구범위 내에 포함되도록 의도된다.

Claims (10)

  1. 하나 이상의 베인의 배향을 변경하는데 사용 가능한 액추에이터 장치에 있어서,
    축을 따라 힘을 전달하도록 구성되고, 제 1 유체에 노출된 제 1 단부 및 제 2 유체에 노출된 제 2 단부를 구비하는 액추에이터 로드로서, 상기 제 2 단부가 상기 축을 따라 상기 제 1 단부에 대향하는, 상기 액추에이터 로드와,
    액추에이터 장치 바디부로서, 상기 액추에이터 로드가 상기 축을 따라 상기 액추에이터 장치 바디부 내측에서 이동하는 것을 허용하도록 구성되며, 제 3 유체가 상기 액추에이터 장치 바디부와 상기 액추에이터 로드 사이의 공간으로 유입되는 것을 허용하도록 구성되는 제 1 입구 플랜지와, 상기 제 3 유체가 상기 액추에이터 장치 바디부를 빠져나가는 것을 허용하도록 구성되는 제 1 출구 플랜지를 구비하는, 상기 액추에이터 장치 바디부를 포함하고,
    (1) 상기 제 3 유체는 상기 제 1 유체의 압력보다 큰 압력을 갖고, (2) 상기 제 1 출구 플랜지는 상기 제 1 입구 플랜지보다 상기 액추에이터 로드의 제 1 단부에 근접하여 있는
    액추에이터 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 유체는 제 1 유체와 실질적으로 동일한 조성을 갖고, 상기 제 3 유체는 상기 제 1 유체의 온도와 상이한 온도를 갖는
    액추에이터 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 액추에이터 로드는, 축을 따라 상기 제 1 입구 플랜지의 위치와 상기 제 1 출구 플랜지의 위치 사이에 위치된 단차부를 구비하도록 구성되고,
    상기 제 1 입구 플랜지의 위치와 상기 단차부의 위치 사이에서 축에 수직인 상기 액추에이터 로드의 제 1 영역은, 상기 단차부의 위치와 상기 제 1 출구 플랜지의 위치 사이에서 축에 수직인 상기 액추에이터 로드의 제 2 영역보다 작은
    액추에이터 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액추에이터 장치 바디부는,
    중성 유체가 상기 액추에이터 장치 바디부와 상기 액추에이터 로드 사이의 공간으로 유입되는 것을 허용하도록 구성되는 제 2 입구 플랜지와,
    상기 중성 유체가 상기 액추에이터 장치 바디부를 빠져나가는 것을 허용하도록 구성되는 제 2 출구 플랜지를 더 포함하고,
    상기 제 1 입구 플랜지 및 상기 제 1 출구 플랜지는 상기 제 2 입구 플랜지 및 상기 제 2 출구 플랜지보다 상기 제 1 단부에 근접하여 있는
    액추에이터 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중성 유체는 약 70%의 질소를 포함하는
    액추에이터 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액추에이터 장치 바디부는 상기 제 2 유체가 구속되는 폐쇄 공동부를 구비하도록 구성되고, 상기 공간으로 유입되는 상기 중성 유체의 압력은 상기 제 2 유체의 압력보다 큰
    액추에이터 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액추에이터 장치 바디부는,
    상기 중성 유체 및/또는 상기 제 3 유체가 상기 액추에이터 장치 바디부를 빠져나가는 것을 허용하도록 구성되고, 상기 축을 따라 상기 제 1 입구 플랜지와 상기 제 2 출구 플랜지 사이에 위치되는 벤트부를 더 포함하는
    액추에이터 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 입구 플랜지로 유입되기 전에, 상기 제 3 유체의 현재 온도를 변화시키도록 구성되는 제 3 유체 온도 조절기를 더 포함하는
    액추에이터 장치.
  9. 압축기에 있어서,
    압축기를 통과하는 제 1 유체의 방향 및 양중 적어도 하나를 결정하도록 구성되는 하나 이상의 베인과,
    상기 하나 이상의 베인에 힘을 인가하도록 구성되는 액추에이터 장치를 포함하고,
    상기 액추에이터 장치는,
    축을 따라 힘을 전달하도록 구성되고, 상기 제 1 유체에 노출되도록 구성된 제 1 단부, 및 제 2 유체에 노출되도록 구성되고 상기 축을 따라 상기 제 1 단부에 대향하는 제 2 단부를 구비하는 액추에이터 로드와,
    액추에이터 장치 바디부로서, 상기 액추에이터 로드가 상기 축을 따라 상기 액추에이터 장치 바디부 내측에서 이동하는 것을 허용하도록 구성되고, 제 3 유체가 상기 액추에이터 장치 바디부와 상기 액추에이터 로드 사이의 공간으로 유입되는 것을 허용하도록 구성되는 제 1 입구 플랜지와, 상기 제 3 유체가 상기 액추에이터 장치 바디부를 빠져나가는 것을 허용하도록 구성되는 제 1 출구 플랜지를 구비하는, 상기 액추에이터 장치 바디부를 포함하며,
    (1) 상기 제 3 유체는 상기 제 1 유체의 압력보다 큰 압력을 갖고, (2) 상기 제 1 출구 플랜지는 상기 제 1 입구 플랜지보다 상기 액추에이터 로드의 제 1 단부에 근접하여 있는
    압축기.
  10. 작동 바의 제 1 단부에서의 압축기 유체 및 작동 바의 제 2 단부에서의 환경을 밀봉하는 방법으로서 상기 제 2 단부는 상기 제 1 단부와 대향하고, 상기 작동 바는 축을 따라 액추에이터 장치 바디부 내측에서 이동하도록 구성되는, 상기 밀봉 방법에 있어서,
    상기 액추에이터 장치 바디부의 제 1 입구 플랜지 및 상기 액추에이터 장치 바디부의 제 1 출구 플랜지를 거쳐서, 상기 액추에이터 장치 바디부와 상기 액추에이터 로드 사이의 공간에 압축기의 출력부로부터 안내된 압축기 유체의 제 1 유동을 제공하는 단계로서, (1) 상기 제 1 유동에서의 압축기 유체는 작동 바의 제 1 단부에서의 상기 압축기 유체의 압력보다 큰 압력을 갖고, (2) 상기 제 1 출구 플랜지는 상기 제 1 입구 플랜지보다 상기 액추에이터 로드의 제 1 단부에 근접하여 있는, 상기 압축기 유체의 제 1 유동을 제공하는 단계와,
    상기 액추에이터 장치 바디부의 제 2 입구 플랜지 및 상기 액추에이터 장치 바디부의 제 2 출구 플랜지를 거쳐서, 상기 액추에이터 장치 바디부와 상기 액추에이터 로드 사이의 공간에 중성 유체의 제 2 유동을 제공하는 단계로서, (3) 상기 제 1 입구 플랜지 및 상기 제 1 출구 플랜지는 상기 제 2 입구 플랜지 및 상기 제 2 출구 플랜지보다 상기 제 1 단부에 근접하여 있고, (4) 상기 제 2 입구 플랜지는 상기 제 2 출구 플랜지보다 상기 작동 바의 제 2 단부에 근접하여 있는, 상기 중성 유체의 제 2 유동을 제공하는 단계를 포함하는
    밀봉 방법.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017109816A1 (ja) * 2015-12-22 2017-06-29 三菱重工コンプレッサ株式会社 遠心式圧縮機
CN105485043B (zh) * 2016-02-01 2017-07-28 石家庄红叶风机有限公司 一种随环境温度变化全自动调节桨叶角度的风机轮毂
US20220389831A1 (en) * 2021-06-08 2022-12-08 Sapphire Technologies, Inc. Regulating flow through a turbo expander generator
IT202200003599A1 (it) * 2022-02-25 2023-08-25 Nuovo Pignone Tecnologie Srl Vani di guida di ingresso variabili per una turbomacchina, turbomacchina comprendente gli stessi e metodo

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3392909A (en) * 1966-06-23 1968-07-16 United Aircraft Corp Vane positioning actuator
JPS4934211A (ko) * 1972-07-28 1974-03-29
US3961798A (en) 1975-10-03 1976-06-08 Carrier Corporation Shaft seal assembly
FR2396879A1 (fr) * 1977-07-05 1979-02-02 Air Liquide Cryopompe
JPS5765495A (en) * 1980-10-06 1982-04-21 Toshiba Corp Bearing lubricator
SU994839A1 (ru) * 1981-06-10 1983-02-07 Уральский Филиал Всесоюзного Дважды Ордена Трудового Красного Знамени Теплотехнического Научно-Исследовательского Института Им.Ф.Э.Дзержинского Уплотнение вала турбомашины
US4720237A (en) 1986-02-24 1988-01-19 United Technologies Corporation Unison ring actuator assembly
US5054996A (en) 1990-07-27 1991-10-08 General Electric Company Thermal linear actuator for rotor air flow control in a gas turbine
US5067563A (en) * 1991-03-06 1991-11-26 Rode Walter H Spillproof oil well seal
US5851104A (en) * 1997-12-15 1998-12-22 Atlas Copco Rotoflow, Inc. Nozzle adjusting mechanism
JP2000088114A (ja) * 1998-09-11 2000-03-31 Nippon Seiko Kk エアシール装置
US6269642B1 (en) 1998-10-05 2001-08-07 Alliedsignal Inc. Variable geometry turbocharger
US6129511A (en) 1998-10-27 2000-10-10 Carrier Corporation Method and apparatus for controlling interaction between variable guide vanes and variable diffuser of a centrifugal compressor
US6325382B1 (en) * 1999-05-21 2001-12-04 Nippon Pillar Packing Co., Ltd. Non-contact type mechanical seal
JP4763920B2 (ja) 2001-06-21 2011-08-31 イーグル工業株式会社 多段軸封装置
JP2003193852A (ja) * 2001-12-26 2003-07-09 Hino Motors Ltd ターボ過給機付エンジンの吸気圧制御装置
ITMI20032608A1 (it) * 2003-12-29 2005-06-30 Nuovo Pignone Spa Sistema di palette per compressore centrifugo dotate di meccanismo di regolazione
US6895751B1 (en) 2004-03-08 2005-05-24 Christopher Greentree Vane control
CN1746506A (zh) 2004-09-06 2006-03-15 乐金电子(天津)电器有限公司 双容量旋转式压缩机
US7594794B2 (en) * 2006-08-24 2009-09-29 United Technologies Corporation Leaned high pressure compressor inlet guide vane
WO2008124758A1 (en) * 2007-04-10 2008-10-16 Elliott Company Centrifugal compressor having adjustable inlet guide vanes
CN102575684B (zh) * 2009-07-20 2016-01-13 卡梅伦国际公司 可移除的安装在喉部的入口引导叶片

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