KR20160074627A

KR20160074627A - 수축형 전단부를 포함하는 배럴 터보 기계

Info

Publication number: KR20160074627A
Application number: KR1020167013347A
Authority: KR
Inventors: 로렌초 베르가미니; 도나토 안토니오 리파; 파브리치오 밀로네
Original assignee: 누보 피그노네 에스알엘
Priority date: 2013-10-25
Filing date: 2014-10-24
Publication date: 2016-06-28
Also published as: KR102269443B1; EP3060812B1; BR112016007989A2; MY180604A; US10393148B2; WO2015059266A1; ITCO20130053A1; US20160265555A1; BR112016007989A8; EP3060812A1

Abstract

내부 수용 체적을 형성하는 원통형 내측 표면을 갖는 배럴 케이싱(1), 상기 내부 수용 체적 내로 수용되도록 되어 있는 원통형 형상의 번들(bundle; 5), 상기 내부 수용 체적을 폐쇄하기 위해 그리고 배럴 케이싱(1) 내부에 번들(5)을 유지하기 위해 번들(5)에 연결되는 원통형 커버(2), 상기 원통형 커버(2)와 함께 상기 배럴 케이싱(1)을 고정하도록 되어 있는 분리형 전단 링(3)을 포함하는 터보 기계(100)로서, 원통형 커버(2)의 원통형 외측 표면 및 배럴 케이싱(1)의 원통형 내측 표면에는 상기 전단 링(3)을 수용하도록 되어 있는 제1 둘레방향 홈(6) 및 제2 둘레방향 홈(4)이 마련되며, 상기 제1 둘레방향 홈(6)은 상기 분리형 전단 링(3)의 단면을 완전히 수용하도록 되어 있는 것인 터보 기계가 제시된다.

Description

수축형 전단부를 포함하는 배럴 터보 기계{BARREL TURBO-MACHINE COMPRISING RETRACTING SHEAR}

여기 개시된 주제 대상의 실시예는 터보 기계, 터보 기계의 번들(bundle)을 고정하는 방법, 그리고 배럴 케이싱(barrel casing)의 개방을 위한 커버에 관한 것이다.

원심형 압축기 또는 원심형 펌프는, 다이어프램 번들(diaphragm bundle)을 수용하는 외부 압력 배럴 케이싱을 포함한다. 통상적으로, 상기 배럴 케이싱은 원통형 캐비티(cavity)를 형성하며, 상기 다이어프램 번들은 원통형 형상을 갖는다. 상기 다이어프램 번들은 통상적으로, 각각의 임펠러, 시일(seal) 및 유체 채널을 갖는 로터(rotor) 및 스테이터(stator)를 적어도 포함한다.

배럴 케이싱에 의해 형성되는 원통형 캐비티는, 일 면에, 통상적으로 원형의 측방측 면에 개구를 갖는다. 이러한 개구는 상기 번들의 삽입을 허용한다. 상기 개구는 번들의 삽입 이후에 커버에 의해 폐쇄되며, 커버는 통상적으로 단부 벽 구조의 형태를 갖는다.

배럴 케이싱은 정적인 구성요소 및 회전 가능한 구성요소를 수용한다. 정적인 구성요소는 일반적으로 배럴 케이싱에 강건하게 구속되는 반면, 회전 가능한 구성요소는 일반적으로 커버 내에 위치하게 되는 베어링에 의해 지탱된다.

터보 기계의 배럴 케이싱은, 작동 시에, 배럴 케이싱 내부에서의 온도 상승 및 압력 상승으로 인해 반경방향으로 확대되는 경향이 있는 반면, 커버는 축방향으로 시프트(shift)되는 경향이 있다. 이는 회전 가능한 구성요소에 대한 정적인 구성요소의 오정렬을 초래할 수 있으며, 터보 기계의 작동 상태에 영향을 주게 된다. 실제로, 커버의 중심 축선이 항상 배럴 케이싱의 중심 축선과 정렬된 상태로 유지되는 것은 중요하다.

도 1은 종래 기술로부터 알려져 있는 해법을 도시한 것이며, 여기서 배럴 케이싱(10)은 전단 링(shear ring; 30)에 의해 [번들(5)의 삽입 이후에] 커버(20)에 확실하게 고정된다. 상기 전단 링(30)은 2개 또는 4개의(또는 심지어 그 이상의) 대칭인 부분들로 이루어지는 링이며, 상기 대칭인 부분들은 인접하는 방식으로 함께 결합될 때 완전한 링을 형성한다. 배럴 케이싱(10)의 내측 표면[즉, 번들(5)을 수용하는 체적을 향하는 표면]에는, 전단 링(30)을 포함하는 부분을 수용하도록 되어 있는 둘레방향 홈(70)이 마련된다. 커버(20)의 외측 표면(20a)에는 유사한 둘레방향 홈(40)이 마련되며, 상기 유사한 둘레방향 홈은 터보 기계의 조립 시에 부분적으로 전단 링을 수용하도록 되어 있다. 배럴 케이싱(10)의 외측 표면에는 복수 개의 스크류(80)가 마련되어(통상적으로 전단 링을 포함하는 부분마다 하나의 스크류가 마련됨) 베럴 케이싱(10) 상의 홈(70)으로부터 커버(20) 상의 홈(40)으로 전단 링이 (부분적으로) 이동하게 된다. 커버(20) 상의 홈(40)은 전단 링(30)의 단면의 단지 일부만을 수용하도록 되어 있는 깊이를 갖는다는 것을 주목할 가치가 있다.

따라서, 이러한 종류의 터보 기계를 조립하는 단계로는, 홈(70) 상에 전단 링의 다양한 부분을 삽입하는 단계, 번들(5)을 삽입하는 단계, 배럴 케이싱(10)의 개방측에 케이싱(20)을 장착하는 단계, 전단 링(30)을 이용하여 커버(20)에 배럴 케이싱(10)을 고정시키는 단계로서, 배럴 케이싱(10)의 외측 표면으로부터 출현하는 스크류를 스레딩(threading)하는 것인 단계가 있다. 따라서, 전단 링(30)은 부분적으로 홈(40) 내에 맞물리며, 부분적으로 홈(70) 내에 맞물리고, 이러한 방식으로 번들(5) 및 커버(20)의 축방향 이동을 방지한다.

이러한 구성에 있어서, 홈(70)의 깊이는, 번들(5)의 삽입 및 이어지는 고정을 수행하기 위해 전단 링(3)의 단면을 완전히 수용하도록 치수 설정되어야만 한다. 더욱이, 유지보수 작업을 수행하기 위한 번들(5)의 해체를 위해 배럴 케이싱(10) 상의 홈(70) 상에서 전단 링(30)을 상승시키기 위한 미결합 스크류가 마련되어야만 한다(도 1에는 도시되어 있지 않음).

따라서, 배럴 케이싱(10)의 벽은 적절한 치수의 홈(70)을 구현하기 위해 특정한 최소 두께를 가져야만 한다. 이러한 해법은 터보 기계의 전체적인 치수, 배럴 케이싱(10)을 형성하기 위해 요구되는 재료의 양, 및 터보 기계의 치수상 구속조건에 대한 영향을 증가시킨다.

따라서, 터보 기계 배럴 케이싱에서 커버를 고정하기 위한 시스템으로서, 장착 및 해체가 더욱 용이하고, 이에 따라 유지보수를 감소시킬 수 있으며 배럴 케이싱의 마우스(mouth)에서의 크기를 증가시킬 필요가 없는 시스템에 대한 요구가 존재한다.

예시적인 제1 실시예에 따르면,

a. 내부 수용 체적을 형성하는 원통형 내측 표면을 갖는 배럴 케이싱,

b. 상기 내부 수용 체적 내로 수용되게 되어 있는, 원통형 형상을 갖는 번들,

c. 상기 내부 수용 체적을 폐쇄하기 위해 상기 번들에 연결되는 원통형 커버로서, 배럴 케이싱 내부에서 상기 번들이 유지되도록 하는 것인 원통형 커버, 및

d. 상기 원통형 커버와 함께 상기 배럴 케이싱을 고정시키도록 되어 있는 분리형 전단 링

을 포함하고,

상기 원통형 커버의 외측 원통형 표면 및 배럴 케이싱의 내측 원통형 표면에는, 상기 전단 링을 수용하도록 되어 있는 제1 둘레방향 홈 및 제2 둘레방향 홈이 마련되고, 상기 제1 둘레방향 홈은 상기 분리형 전단 링의 단면을 완전히 수용하도록 되어 있는 것인 터보 기계가 마련된다.

예시적인 제2 실시예에 따르면, 배럴 케이싱의 내부에서 터보 기계의 번들을 고정하는 방법이 제시된다.

구체적으로, 배럴 케이싱 내부에 번들을 삽입하기 이전에, 분리형 전단 링은, 터보 기계의 배럴 케이싱의 개구에 대한 커버의 외측 표면에 기계가공되는 제1 홈 내에 완전하게 삽입된다.

보다 일반적으로, 배럴 케이싱 내로 번들을 삽입하기 이전에, 번들의 하나 이상의 리세스(recess) 내에 하나 이상의 전단 작용 장치가 완전하게 삽입되며, 더욱이 배럴 케이싱 내로 번들을 삽입한 이후에, 상기 하나 이상의 전단 작용 장치는 번들의 하나 이상의 리세스 내에 부분적으로 삽입되고, 배럴 케이싱의 하나 이상의 리세스 내부에 부분적으로 삽입되며, 이러한 장치의 잠재적인 이동은 적어도 부분적으로 반경 방향으로의 이동이고, 이러한 일반적인 원리는 예컨대 터보 기계의 배럴 케이싱의 개구에 대한 커버에 적용 가능하다. 유리하게는, 상기 하나 이상의 전단 작용 장치는 하나 이상의 스프링에 의해 상기 번들의 하나 이상의 리세스 내에서 유지된다. 유리하게는, 상기 하나 이상의 전단 작용 장치는, 상기 하나 이상의 전단 작용 장치에 작용하는 하나 이상의 기계 장치에 의해 상기 번들의 상기 하나 이상의 리세스로부터 잡아 당겨지며, 이들 장치의 이동은 적어도 부분적으로 반경 방향으로의 이동이다.

예시적인 제3 실시예에 따르면, 부분적으로 상기 제1 홈에 그리고 부분적으로 제2 홈에 맞물리는 전단 링에 의해 터보 기계의 배럴 케이싱에서 번들에 연결되는 커버를 유지하기 위한 시스템으로서, 상기 제1 홈은 커버의 외측 원통형 표면에 기계가공되고, 상기 제2 홈은 배럴 케이싱의 내측 표면에 기계가공되며, 상기 제1 홈은 상기 전단 링의 단면을 완전히 수용하도록 되어 있고, 상기 전단 링은 스크류 결합 수단에 의해 배럴 케이싱 외부로부터 조종 가능한 것인 시스템이 제시된다.

본 발명은, 첨부 도면과 함께 예시적인 실시예에 관한 이하의 설명을 고려하면 더욱 명확해질 것이다.
도 1은 종래 기술에 따라 고정되는 커버 및 배럴 케이싱을 갖춘 터보 기계의 단면도를 도시한 것이다.
도 2는 예시적인 실시예에 따라 고정되는 커버 및 배럴 케이싱을 갖춘 터보 기계의 부분 단면도를 도시한 것이다.
도 3은 제1 장착 상태에서의, 예시적인 실시예에 따른 터보 기계의 3차원 도면을 도시한 것이다.
도 4는 이어지는 제2 장착 상태에서의, 도 3의 터보 기계의 3차원 도면을 도시한 것이다.
도 5는 최종 장착 상태에서의, 도 3 및 도 4의 터보 기계의 3차원 도면을 도시한 것이다.
도 6은, 배럴 케이싱과 커버 사이의 고정이 이루어지는 영역에 집중한, 3차원 부분 확대도를 도시한 것이다.

예시적인 실시예에 관한 이하의 설명은 첨부 도면을 참고로 한다. 다양한 도면에서 동일한 도면부호는 동일한 요소 또는 유사한 요소를 나타낸다. 이하의 상세한 설명은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 대신, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해 한정된다.

명세서 전반에 걸쳐 "일 실시예" 또는 "실시예"라 함은, 실시예와 관련하여 설명되는 구체적인 특징, 구조 또는 특성이 개시된 주제 대상의 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 명세서 전반에 걸쳐 다양한 곳에서 "일 실시예에 있어서" 또는 "실시예에 있어서"라는 기재가 나오면, 이는 반드시 동일한 실시예를 가리키는 것은 아니다. 또한, 구체적인 특징, 구조 또는 특성은 하나 이상의 실시예에서 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있다.

도 2는 터보 기계(100)의 일부의 단면을 도시한 것이다. 상기 터보 기계(100)는, 내부 수용 체적을 형성하는 원통형 내측 표면을 갖는 배럴 케이싱(1)을 포함한다. 이러한 내부 캐비티에는, 외측 원통형 표면을 갖는 번들(5)이 수용된다. 상기 번들(5)은 배럴 케이싱(1)의 측방향 개구를 통해 축방향으로[터보 기계의 축선(50)을 따라] 배럴 케이싱(1) 내로 삽입된다. 더욱이, 터보 기계(100)는 번들(5)에 연결되는 원통형 커버(2)를 포함하며, 상기 원통형 커버는 배럴 상의 상기 개구를 폐쇄하고 배럴 케이싱(1) 내부에 번들(5)을 유지시킨다. 따라서, 터보 기계(100)의 장착 후 구조에 있어서, 번들(5)의 수용 체적은 배럴 케이싱(1) 및 커버(2)에 의해 폐쇄되는 체적이다.

배럴 케이싱(1)과 커버(2) 사이의 고정은 전단 링(3)에 의해 이루어진다. 이러한 목적을 위해, 전단 링(3)의 단면을 수용하기 위해 제1 홈(6)이 커버(2)의 외측 표면 상에 마련된다. 구체적으로, 상기 제1 홈(6)은 전단 링(3)의 전체 단면을 수용하도록 되어 있다. 전단 링(3)의 단면을 수용하기 위해 제2 홈(4)이 배럴 케이싱(1)의 내측 표면 상에 마련된다. 구체적으로, 상기 제2 홈(4)은 전단 링(3)의 전체 단면의 일부를 수용하도록 되어 있다.

전단 링(3)은 배럴 케이싱(1) 및 커버(2)를 고정시키도록 되어 있으며, 결과적으로 번들(5)의 축방향 이동을 방지한다. 따라서, 전단 링(3)은 전단력을 받게 되며, 이를 위해 전단 링(3)의 단면은 직사각형 형상을 나타내고 홈(6 및 4)은 동일한 (상보적인) 형상을 갖는다.

도 2는 터보 기계(100)의 장착 후 구조를 도시한 것이다. 이러한 구조에 있어서, 배럴 케이싱(1) 및 커버(2)는 접촉하게 되며, 전단 링(3)은 부분적으로 제1 홈(6) 상에 그리고 부분적으로 제2 홈(4) 상에 수용된다. 이러한 방식으로, 커버(2) 및 번들(5)의 축선(50)에 대한 축방향 이동은 방지된다. 제1 홈(6)은 커버(2) 상의 둘레방향 홈이다. 제2 홈(4)은 배럴 케이싱(1) 상의 둘레방향 홈이다. 전단 링(3)은 2개의(또는 그 이상의) 부분으로 이루어진다. 이들 부분은, 이웃하는 방식으로 상호 고정될 때 완전한 전단 링(3)을 형성한다. 예를 들면, 전단 링(3)이 2개의 동일한 부분, 즉 제1 부분 및 제2 부분에 의해 형성되면, 제1 부분은 2개의 둘레방향 홈(4 및 6)의 제1 절반부와 맞물릴 것이며, 제2 부분은 2개의 둘레방향 홈(4 및 6)의 제2 절반부와 맞물릴 것이다. 상세한 설명에 있어서, 용어 "전단 링(3)"은 이에 따라 전단 링(3)을 형성하는 다양한 부분을 포함한다. 전단 링(3)은, 장착 단계 및 해체 단계를 구현하기 위해 축선(50)으로부터 그리고 축선(50)을 향해 전단 링(3)을 이동시키는 스크류(10)와 관련된다. 이러한 양태는, 특히 도 3, 도 4 및 도 5를 참고하면 이하에서 더욱 명확하게 될 것이다.

도 3은 장착 단계 동안의 터보 기계를 도시한 것이다. 상기 장착 단계에 있어서, 번들(5)은 배럴 케이싱(1) 자체의 개구(15)를 통해 배럴 케이싱(1) 내에 삽입된다. 일 실시예에 있어서, 상기 전단 링(3)은 2개의 부분을 포함한다. 제1 부분(3a)은 커버(2)의 상위 부분에서 홈(6) 부분과 맞물리며, 제2 부분(3b)은 커버(2)의 하위 부분에서 홈(6) 부분과 맞물린다. 일 실시예에서는, 장착 단계 동안 전단 링(3)이 홈(6) 상에 완전하게 맞물린 상태로 유지하기 위한 유지 수단이 마련된다.

전단 링(3)은 제1의 장착 중 위치(도 3에 도시되어 있음)에서 이동 가능하며, 제1의 장착 중 위치에서 상기 전단 링은 홈(6) 내에 완전하게 맞물리고, 즉 전단 링(3)의 단면은 홈(6) 내에 완전하게 수용되며, 전단 링은 제2의 장착 후 위치(도 5에 도시되어 있음)에서 이동 가능하며, 제2의 장착 후 위치에서 상기 전단 링은 부분적으로 홈(6)과 맞물리고 부분적으로 홈(4)과 맞물리며, 즉 전단 링(3)의 단면은 부분적으로 홈(6) 내에 수용되고 부분적으로 홈(4) 내에 수용되며, 제3의 해체 위치는 제1의 장착 중 위치와 일치한다.

번들(5)과 배럴 케이싱(1) 사이의 틈은 매우 제한되며, 터보 기계의 열역학적 사이클과 관련하여 구성된다. 커버(2)의 외측 표면(2a) 및 배럴 케이싱(1)의 내측 표면(1a)은 장착 후 구성에서 접촉하게 된다. 따라서, 번들(5)을 삽입하기 위해 그리고 개구(15)를 폐쇄하기 위해, 어떠한 부품도 커버(2)의 외측 표면(2a)으로부터 돌출되지 않을 수 있다. 실제로, 장착 단계 동안, 전단 링(3)은 홈(6) 내에 완전하게 맞물리게 된다. 제1 부분(3a) 및 제2 부분(3b)은 장착 단계 동안 홈(6) 내에서 각각의 위치로부터 벗겨질 수 있다. 특히, 제2 부분(3b)은 커버(2)의 하위 위치에서 중력으로 인해 매우 쉽게 벗겨질 수 있다. 이를 위해, 장착 단계 동안 전단 링(3)을 장착 위치에 유지하도록 되어 있는 유지 수단(도 3에는 도시되어 있지 않지만 도 6에서 볼 수 있음)이 전단 링에 마련된다.

도 4는 역시 제1의 장착 중 위치에서의 전단 링(3)을 도시하고 있지만, 여기서는 번들(5)이 배럴 케이싱(1) 내에 삽입되어 있고 배럴 케이싱(1)의 개구가 커버(2)에 의해 폐쇄되어 있는 것을 도시하고 있다.

이러한 위치에 있어서, 조작자는 제2의 장착 후 위치에서 전단 링(3)을 이동시킬 수 있으며, 이에 따라 커버(2)를 이용한 배럴 케이싱(1)의 고정을 구현할 수 있다. 스크류(10)는, 제1의 장착 중 위치로부터 제2의 장착 후 위치로의 전단 링(3)의 이동을 허용한다. 일 실시예에 있어서, 배럴 케이싱(1)은, 배럴 케이싱(1)의 외측 표면의 면으로부터 홈(4)에 의해 형성되는 시트(seat)까지의 제1 관통 구멍을 포함한다. 이러한 방식으로, 스크류(10)는 전단 링(3)과 접촉하면서 진입할 수 있다. 구체적으로, 스크류(10)의 나사산 부분은 전단 링(3) 상의 나사식 구멍과 맞물린다. 가해지는 스크류 결합 작용은 반경 방향(R)을 따라 축선(50)에 대해 외측으로 전단 링(3)을 상승시킨다. 따라서, 전단 링(3)이 홈(4)과 맞물리게 된다. 일 실시예에 있어서, 전단 링(3) 및 스크류(10) 상의 나사는, 장착 후 구조에서 전단 링이 홈(6)과 완전히 맞물리게 하도록 전단 링(3)을 상승시키게 구성된다. 다른 실시예에 있어서, 전단 링(3) 및 스크류(10) 상의 나사는, 장착 후 구조에서 전단 링이 홈(6)과 부분적으로 맞물리게 하도록 전단 링(3)을 상승시키게 구성된다.

일 실시예에 있어서, 전단 링(3)의 부분마다 하나씩의 스크류(10)가 마련된다. 더욱이, 사전에 정해진 각도상 일 위치에 전단 링(3)이 놓이도록 하는 기준 수단이 마련된다. 상기 사전에 정해진 각도상 일 위치에 있어서, 배럴 케이싱(1) 상의 제1 관통 구멍은 전단 링(3) 상의 나사식 구멍과 시준되게 된다. 따라서, 조작자는 장착 과정을 실시할 수 있다.

도 5는 일 실시예에 따라 링(3)을 갖춘 터보 기계를, 장착 후 위치에서 도시한 것이다. 확대도 A에서 도시된 바와 같이, 링(3)은 제1 홈(6)과 완전하게 맞물리고 제2 홈(4)과 부분적으로 맞물린다. 이러한 방식으로, 커버(2)와 배럴 케이싱(1) 사이의 고정이 구현된다. 언급된 바와 같이, 링(3)은 상승하여 반경 방향(R)을 향해 홈(6)과 맞물린다. 이러한 움직임은 스크류(10)에 의해 행해진다.

일 실시예에 있어서, 동일한 스크류(10)는 제1의 장착 중 위치와 일치하는 제3의 해체 위치로 링(3)을 이동시키도록 되어 있으며, 즉, 링(3)의 홈 단면은 전체적으로 제1 홈(6) 내에 수용된다.

이러한 실시예에 따르면, 스크류(10)의 제1 스크류 결합 상태, 즉 시계방향 상태는, 제1의 장착 중 위치로부터 제2의 장착 후 위치로의 링(3)의 상승을 구현한다. 스크류(10)의 제2 스크류 결합 상태, 즉 반시계방향 상태는, 제2의 장착 후 위치로부터 제3의 해체 위치(제1의 장착 중 위치와 일치함)로 링(3)의 하강을 구현한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 있어서, 전단 링(3)에는 유지 수단(도 5에는 도시되어 있지 않지만, 도 6에서 볼 수 있음)이 마련된다. 상기 유지 수단은, 전단 링(3)을 장착 위치에서 홈(6) 상에 완전히 맞물린 상태로 유지한다. 일 실시예에 있어서, 이러한 수단은 탄성 수단을 포함한다. 상기 탄성 수단은 환형 구조를 가지며, 전단 링(3)의 외측 표면(31) 상에 구현된다. 전단 링(3)의 외측 표면(31)은 홈(4)을 향하는 표면이다.

일 실시예에 있어서, 상기 탄성 수단은 전단 링(3)을 둘러싸는 환형 스프링을 포함한다. 다른 실시예에 따르면, 상기 탄성 수단은 전단 링(3)의 표면(31) 상에 구현되는 제1 홈 상의 제1 헬리컬 스프링(35) 및 전단 링(3)의 표면(31) 상에 구현되는 제2 홈 상의 제2 헬리컬 스프링(36)을 포함한다. 제1 홈 및 제2 홈은 평행하며, 스프링(35 및 36)의 전체 단면을 수용한다. 따라서, 스프링(35 및 36)은 전단 링(3)의 표면(31)과 동일한 높이를 나타낸다. 이후 제2 헬리컬 스프링(36)이 전단 링(3)을 포함하는 부분을 둘러쌀 때 제1 헬리컬 스프링(35)은 전단 링(3)을 포함하는 부분을 둘러싸는 유일한 스프링이라는 것을 언급할 가치가 있다.

따라서, 상기 탄성 수단은 축선(50)을 향해 전단 링(3)에 반경방향 힘을 인가한다. 도 6에 있어서, 전단 링(3)은 장착 위치에 있으며, 즉 전단 링의 단면은 홈(6) 내에 완전하게 수용된다. 이러한 장착 위치에 있어서, 2개의 헬리컬 스프링(35 및 36)은 제1 통상 위치에 있어, 축선(50)을 향해 전단 링(3)에 특정한 반경방향 힘을 인가한다. 제1의 장착 중 위치로부터 제2의 장착 후 위치로의 진행에 있어서, 조작자는 스크류(10)를 이용하여, 2개의 헬리컬 스프링(35 및 36)에 의해 인가되는 힘과 반대되는 더 큰 반경방향 힘을 전단 링(3)[도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 화살표(R)의 상태에 따라 안내됨]에 인가한다. 스크류(10)는 전단 링(3) 상의 나사식 구멍과 맞물리며, 전단 링을 장착 후 위치에 유지한다.

장착 후 위치에 있어서, 전단 링(3)은 도 5에 도시된 바와 같이 상승하게 된다. 헬리컬 스프링(35 및 36)은 전단 링(3)과 일체가 된다. 따라서, 장착 후 위치에 있어서, 헬리컬 스프링(35 및 36)은 제2의 확대 위치에 있게 된다.

배럴(5)을 유지보수하는 경우에 있어서, 커버(2)를 해체하고 배럴이 삽입되어 있던 수용 체적으로부터 배럴을 빼내는 것이 필요하다. 일 실시예에 따르면, 조작자는 적절한 상태로 스크류를 장착한다. 따라서, 스크류(10)는 전단 링(3)과 맞물림 해제된다. 전술한 확대 위치에서 헬리컬 스프링(35 및 36)은 그 통상 위치로 복귀하는 경향이 있어서 중심 축선(50)을 향해 지향되는 반경방향 힘을 전단 링(3)의 표면(31) 상에 가하게 된다. 상기 힘은 홈(6) 상의 전단 링(3)을 다시 제3의 해체 위치로 복귀시킨다. 따라서, 이들 실시예에 따르면, 유지보수 작업을 행하기 위해 전단 링(3)을 해체 위치로 옮기는 데 있어서 스크류(10) 이외의 다른 제2 수단을 마련할 필요가 없다.

이들 실시예는 또한 상기 터보 기계의 배럴 케이싱(1) 내에서 터보 기계(100)의 번들(5)을 고정하는 방법으로서, 배럴 케이싱(1) 내로 번들(5)을 삽입하기 이전에, 커버(2)의 외측 표면에 기계 가공된 상기 제1 홈(6) 내에 분리형 링(3)이 완전하게 삽입되는 것인 방법에 관한 것이다. 일 실시예에 있어서, 배럴 케이싱(1) 내로 번들(5)을 삽입한 이후에, 분리형 전단 링(3)을 형성하는 부분들은 배럴 케이싱(1)의 벽 내로 삽입된 스크류(10)를 이용하여 당겨지며, 이에 따라 단면에서 볼 때, 분리형 전단 링(3)을 형성하는 세그먼트들은 부분적으로 상기 제1 홈(6)과 맞물린 상태로 그리고 부분적으로 상기 제2 홈(4)과 맞물린 상태로 유지된다.

부분적으로 상기 제1 홈(6)에 그리고 부분적으로 제2 홈(4)에 맞물리는 전단 링에 의해 터보 기계(100)의 배럴 케이싱(1)에서 번들(5)에 연결되는 커버(2)를 유지하기 위한 시스템으로서, 상기 제1 홈(6)은 커버(2)의 외측 원통형 표면에 기계가공되고, 상기 제2 홈(4)은 배럴 케이싱(1)의 내측 표면에 기계가공되며, 상기 제1 홈(6)은 상기 전단 링(3)의 단면을 완전히 수용하도록 되어 있고, 상기 전단 링(3)은 스크류 결합 수단(10)에 의해 배럴 케이싱(1)의 외부로부터 조종 가능한 것인 시스템이 제시된다.

Claims

터보 기계(100)로서,
- 내부 수용 체적을 형성하는 원통형 내측 표면을 갖는 배럴 케이싱(barrel casing; 1),
- 상기 내부 수용 체적 내로 수용되게 되어 있는, 원통형 형상을 갖는 번들(bundle; 5),
- 상기 내부 수용 체적을 폐쇄하기 위해 상기 번들(5)에 연결되는 원통형 커버(2)로서, 배럴 케이싱(1) 내부에서 상기 번들(5)이 유지되도록 하는 것인 원통형 커버, 및
- 상기 원통형 커버(2)와 함께 상기 배럴 케이싱(1)을 고정시키도록 되어 있는 분리형 전단 링(3)
을 포함하고,
상기 원통형 커버(2)의 외측 원통형 표면 및 배럴 케이싱(1)의 내측 원통형 표면에는 상기 전단 링(3)을 수용하도록 되어 있는 제1 둘레방향 홈(6) 및 제2 둘레방향 홈(4)이 마련되고, 상기 제1 둘레방향 홈(6)은 상기 분리형 전단 링(3)의 단면을 완전히 수용하도록 되어 있는 것인 터보 기계.
제1항에 있어서, 상기 제2 둘레방향 홈(4)은, 상기 배럴 케이싱(1) 및 상기 원통형 커버(2)가 고정될 때, 상기 분리형 전단 링(3)의 상기 단면의 일부를 수용하도록 되어 있는 것인 터보 기계.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전단 링(3)은, 상기 분리형 전단 링(3)의 단면이 상기 제1 둘레방향 홈(6) 내로 완전히 수용되는 제1 위치로부터, 상기 분리형 전단 링(3)의 단면이 부분적으로 상기 제1 둘레방향 홈(6) 내에 수용되고 부분적으로 상기 제2 둘레방향 홈(4) 내에 수용되는 제2 위치로 이동 가능한 것인 터보 기계.
제3항에 있어서, 상기 분리형 전단 링(3)은 스크류 수단에 의해 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치로 이동 가능한 것인 터보 기계.
제4항에 있어서, 상기 스크류 수단은, 상기 배럴 케이싱(1)의 외측 표면 상의 관통 구멍을 통과하여 상기 전단 링(3) 상의 나사식 구멍과 맞물리는 스크류(10)를 포함하는 것인 터보 기계.
제3항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 전단 링(3)에는 상기 제1 위치에 상기 전단 링(3)을 유지하는 유지 수단이 마련되는 것인 터보 기계.
제6항에 있어서, 상기 유지 수단은, 상기 전단 링(3)이 상기 제1 위치에 있을 때의 제1 통상 위치와, 상기 전단 링(3)이 상기 제2 위치에 있을 때의 제2 확대 위치 사이에서 작동 가능한 탄성 수단(35, 36)을 포함하는 것인 터보 기계.
터보 기계(100)의 배럴 케이싱(1) 내부에 터보 기계(100)의 번들(5)을 고정하는 방법으로서, 배럴 케이싱(1) 내로 번들(5)을 삽입하기 이전에는, 하나 이상의 전단 작용 장치(3)가 번들(5)의 하나 이상의 리세스(recess; 6) 내에 완전하게 삽입되고, 배럴 케이싱(1) 내로 번들(5)을 삽입한 이후에는, 상기 하나 이상의 전단 작용 장치(3)가 부분적으로는 번들(5)의 상기 하나 이상의 리세스 내에 그리고 부분적으로는 배럴 케이싱(1)의 하나 이상의 리세스(4) 내에 삽입되는 것인 방법.
제8항에 있어서, 상기 하나 이상의 전단 작용 장치(3)는 하나 이상의 스프링(35, 36)에 의해 상기 번들(5)의 하나 이상의 리세스(6) 내에서 유지되는 것인 방법.
제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 하나 이상의 전단 작용 장치(3)는 하나 이상의 전단 작용 장치(3)에 작용하는 하나 이상의 기계적 장치(10)에 의해 상기 번들(5)의 상기 하나 이상의 리세스(6)로부터 잡아당겨지는 것인 방법.
터보 기계(100)의 배럴 케이싱(1) 내에서 터보 기계(100)의 번들(5)을 고정하는 방법으로서, 상기 터보 기계(100)는 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 따른 것이며, 배럴 케이싱(1) 내로 번들(5)을 삽입하기 이전에, 커버(2)의 외측 표면에 기계 가공된 상기 제1 둘레방향 홈(6) 내에 상기 분리형 전단 링(3)이 완전하게 삽입되는 것인 방법.
제11항에 있어서, 배럴 케이싱(1) 내로 번들(5)을 삽입한 이후에, 분리형 전단 링(3)을 형성하는 세그먼트들은 배럴 케이싱(1)의 벽 내로 삽입된 스크류(10)를 이용하여 당겨져서, 단면에서 볼 때, 분리형 전단 링(3)을 형성하는 세그먼트들은 부분적으로 상기 제1 둘레방향 홈(6)과 맞물린 상태로 그리고 부분적으로 상기 제2 둘레방향 홈(4)과 맞물린 상태로 유지되는 것인 방법.
터보 기계(100)의 배럴 케이싱(1)의 개구를 위한 커버로서, 분리형 전단 링(3)을 완전히 수용하는 둘레방향 홈(6)을 갖는 것인 커버.
제13항에 있어서, 상기 전단 링(3)을 완전하게 상기 홈(6) 내에서 유지하는 탄성 수단(35, 36)이 마련되는 것인 커버.
제14항에 있어서, 상기 전단 링(3)은 상기 탄성 수단(35, 36)의 작용에 대항하여 상기 홈(6)으로부터 상기 전단 링(3)을 잡아당기기 위한 적어도 하나의 구멍을 갖는 것인 커버.