KR20160115791A - 와이어 밀봉구 - Google Patents

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KR20160115791A
KR20160115791A KR1020160035219A KR20160035219A KR20160115791A KR 20160115791 A KR20160115791 A KR 20160115791A KR 1020160035219 A KR1020160035219 A KR 1020160035219A KR 20160035219 A KR20160035219 A KR 20160035219A KR 20160115791 A KR20160115791 A KR 20160115791A
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plate
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KR1020160035219A
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사라 헤이븐
스테이시 티보스
자샤 유스틸
Original Assignee
안살도 에네르기아 아이피 유케이 리미티드
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Abstract

본 발명은 가스 터빈의 2개의 구성요소들 사이의 갭(36)을 밀봉하기 위한 와이어 밀봉구(10)에 관한 것이며, 와이어 밀봉구(10)는 서로 이격된 제1 코어(12, 25) 및 제2 코어(14, 26), 제1 코어(12, 25) 및 제2 코어(14, 26) 주위에서 연장하는 와이어 팩(22), 제1 코어 및 제2 코어에 상기 와이어 팩을 고정하기 위한 고정구를 포함하며, 와이어 밀봉구(10)는 만곡된다. 다양한 형태의 고정구를 포함하는 다양한 실시예들이 개시된다. 와이어 밀봉구를 제조하는 방법이 또한 개시된다.

Description

와이어 밀봉구{WIRE SEAL}
본 발명은 와이어 밀봉구에 관한 것이고, 특히 가스 터빈의 픽처 프레임(picture frame)과 제1 베인 사이의 갭을 밀봉하기 위한 와이어 밀봉구에 관한 것이다.
가스 터빈에서, 터빈의 연소기 출구와 제1 베인 사이에 밀봉 인터페이스가 있다. 서로에 대한 2개의 부분들 사이의 상대적인 움직임은 상당할 수 있으며, 갭은 접촉을 피하도록 2개의 부분들 사이에 있어야 한다. 갭은 대체로 냉각 공기가 제거되어야 된다. 예를 들어 냉각 공기 필요조건을 감소시키도록 이러한 갭 주위의 디자인을 개선하는 것이 유익한 것으로 예측되었다.
본 발명은 지금 참조되어야 하는 첨부된 독립항들에서 한정된다. 본 발명의 유익한 특징들은 종속항들에서 설정된다.
본 발명의 제1 양태는, 가스 터빈의 2개의 구성요소들 사이의 갭을 밀봉하기 위한 와이어 밀봉구를 제공하며, 상기 와이어 밀봉구는 서로 이격된 제1 코어 및 제2 코어, 상기 제1 코어 및 상기 제2 코어 주위에서 연장하는 와이어 팩(wire pack), 및 상기 제1 코어 및 상기 제2 코어에 상기 와이어 팩을 고정하는 고정구를 포함하며, 상기 와이어 밀봉구는 만곡된다. 플레이트는 예를 들어 갭이 사용 동안 와이어 팩에서 개방하면 와이어 팩에 더하여 여분의 밀봉을 제공할 수 있다. 와이어 팩은 플레이트를 보호하는 것을 도울 수 있으며, 이에 의해 고온 환경에서 플레이트의 수명을 증가시킨다. 와이어 밀봉구는 픽처 프레임과 제1 베인(제1 터빈 베인)의 큰 상대적인 축방향 및 방사상 움직임에 대처할 수 있다.
한 실시예에서, 와이어 밀봉구는, 제1 면, 제2 면, 제1 코어를 포함하는 제1 가장자리, 제2 코어를 포함하는 제2 가장자리, 및 2개의 단부 가장자리들을 구비한 플레이트를 포함하며, 제1 가장자리는 제2 가장자리 반대편에 있으며, 와이어 팩은 플레이트의 제1 면, 제1 가장자리, 제2 면 및 제2 가장자리 주위에서 연장하고, 고정구는 플레이트 주위에서 와이어 팩을 고정한다. 플레이트는 밀봉을 개선할 수 있다.
한 실시예에서, 고정구는 제1 코어에 와이어 팩을 고정하기 위한 제1 클램프, 및 제2 코어에 와이어 팩을 고정하기 위한 제2 클램프를 포함한다.
한 실시예에서, 고정구는 제1 코어 및 제2 코어에 인접하여 적소에서 와이어 팩을 홀딩하도록 제1 코어 및 제2 코어의 각 단부에 부착된 적어도 하나의 단부편(end piece)을 포함한다. 한 실시예에서, 고정구는 플레이트에 인접하여 적소에서 와이어 팩을 홀딩하도록 제1 코어로부터 제2 코어로 와이어 팩 주위에서 연장한다. 한 실시예에서, 와이어 밀봉구는 제1 가장자리에 부착된 제1 코어 와이어, 및 제2 가장자리에 부착된 제2 코어 와이어를 포함한다. 한 실시예에서, 와이어 밀봉구는 원뿔형 와이어 밀봉구이다. 한 실시예에서, 제1 코어는 제1 코어 와이어이며, 제2 코어는 제2 코어 와이어이다.
본 발명의 제2 양태는 상기된 바와 같은 와이어 밀봉구를 포함하는 가스 터빈을 제공한다. 한 실시예에서, 가스 터빈은 갭에 의해 분리된 연소기 및 제1 베인을 포함하며, 와이어 밀봉구는 갭을 밀봉하도록 배열된다. 이에 의해, 이러한 갭을 통한 누설 감소가 달성될 수 있다. 한 실시예에서, 연소기는 픽처 프레임을 포함하며, 갭은 제1 베인과 픽처 프레임 사이에 있다. 한 실시예에서, 가스 터빈은 픽처 프레임에 있는 소켓을 포함하며, 와이어 밀봉구는 소켓에 안치된다. 이러한 것은 와이어 밀봉구를 적소에서 홀딩할 수 있다.
본 발명의 제3 양태는, 가스 터빈의 2개의 구성요소들 사이의 갭을 밀봉하기 위한 와이어 밀봉구로서, 서로 이격된 제1 코어 및 제2 코어, 상기 제1 코어 및 상기 제2 코어 주위에서 연장하는 와이어 팩, 및 상기 제1 코어 및 상기 제2 코어에 상기 와이어 팩을 고정하기 위한 고정구를 포함하며, 만곡되는 상기 와이어 밀봉구를 제조하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 플레이트 주위에 와이어 팩을 배치하는 단계, 및 고정구로 상기 플레이트에 상기 와이어 팩을 고정하는 단계를 포함한다. 한 실시예에서, 와이어 팩은 와이어로 만들어지고, 제1 코어 및 제2 코어 주위에 와이어를 반복적으로 권취하는 것에 의해 제1 코어 및 제2 코어 주위에 배치된다.
본 발명의 실시예는 첨부 도면을 참조하여 단지 예의 방식으로 지금 설명될 것이다:
도 1은 와이어 밀봉구의 사시도;
도 2는 도 1의 와이어 밀봉구의 개략 평면도;
도 3, 도 4 및 도 5는 가스 터빈 작동시에 상이한 위상들 동안 와이어 밀봉구를 포함하는 가스 터빈의 부분의 단면도;
도 6은 다른 와이어 밀봉구의 사시도; 및
도 7은 추가의 와이어 밀봉구의 사시도.
도 1은 제1 코어 와이어(12), 제2 코어 와이어(14), 플레이트(16), 제1 클램프(18), 제2 클램프(20) 및 와이어 팩(22)을 포함하는 와이어 밀봉구(10)를 도시한다.
제1 코어 와이어(12)는 플레이트(16)의 한쪽 가장자리(제1 가장자리)에 부착되고, 제2 코어 와이어(14)는 플레이트(16)의 반대편 가장자리(제2 가장자리)에 부착된다. 와이어 팩(22)은 제1 및 제2 코어 와이어(12, 14)들과 플레이트(16) 주위에서 연장한다. 와이어 팩은 고정구에 의해, 이 경우에 제1 및 제2 클램프(18, 20)들에 의해 적소에서 홀딩된다. 제1 클램프는 제1 코어 와이어에 아주 근접한 와이어 팩의 부분 주위에서 연장하고, 제2 클램프는 동일한 방식으로 제2 코어 와이어에 근접하여 배열된다. 플레이트가 제1 및 제2 코어 와이어들의 지름보다 얇음에 따라서, 플레이트(16)에 직각인 와이어 팩(22)의 단면의 유효 폭(플레이트/코어 와이어들을 포함하는 폭)은 플레이트(16)에 있는 와이어 팩(22)의 주요부에서보다 코어 와이어(12,14)들에서 크다.
도 2는 도 1에 있는 와이어 밀봉구(10)의 평면도를 도시한다. 밀봉구의 짧은 부분만이 도시되고 만곡부가 도시되지 않은 도 1과 대비하여, 도 2는 와이어 밀봉구(10)의 만곡부를 도시한다.
도 3은 가스 터빈의 와이어 밀봉구(10)의 단면을 도시한다. 가스 터빈은 제1 베인(30), 픽처 프레임(32) 및 벌크 헤드(34)를 포함한다. 벌크 헤드(34)는 픽처 프레임(32)과 일체부일 수 있거나, 또는 도 3에 도시된 바와 같이 픽처 프레임(32)에 부착되는 별개의 구성요소일 수 있다. 와이어 밀봉구(10)는 제1 베인(30)과 픽처 프레임(32)/벌크 헤드(34) 사이에서 갭(36)을 가로질러 연장한다. 와이어 밀봉구(10)의 제1 클램프(18)는 제1 베인(30)을 접촉하고, 와이어 밀봉구(10)의 제2 클램프(20)는 벌크 헤드(34)에 있는(또는 픽처 프레임(32)에 있는) 소켓(38) 내에 설치된다.
가스 터빈에서, 다수의 픽처 프레임들(순차식 라이너 출구들)은 링에서 가스 터빈의 길이 방향 축 주위에 배열되며, 픽처 프레임들은 전형적으로 순차식 라이너들(연소기 라이닝들)에 부착되고, 순차식 라이너들은 전형적으로 캔 연소기들을 둘러싼다. 픽처 프레임들은 모두 대체로 가스 터빈 길이 방향 축에 직각인 평면을 교차한다. 본 출원에서 설명된 와이어 밀봉구는 픽처 프레임들의 내경 또는 외경에 적용될 수 있다(픽처 프레임들의 가장자리는 가스 터빈 길이 방향 축에 아주 가까이 있다). 이러한 것은 제조, 보수유지 및 수리 동안 단일 베인/블레이드 조립 및/또는 분해를 허용할 수 있다.
도 3에서, 가열 위상 동안의 가스 터빈이 도시되어 있다. 도 4에서, 정상 작업 동안 구동 위상에 있는 가스 터빈이 도시되고, 도 5에서, 강제 냉각 위상에 있는 가스 터빈이 도시된다. 상이한 위상들 동안, 제1 베인(30)은 픽처 프레임(32)에 대해 움직여서, 갭(36)의 형상 및 폭을 변화시킨다. 픽처 프레임(32)에 대한 제1 베인(30)의 움직임은 가스 터빈 길이 방향 축(또한 와이어 밀봉구 길이 방향 축, 와이어 밀봉구 길이 방향(40)으로)에 대한 축 방향 및 방사상 움직임 모두를 포함한다. 와이어 밀봉구(10)는 이러한 움직임에 견디고, 갭(36)을 가로질러 밀봉구를 유지하도록 설계될 수 있다.
도 6은 대안적인 와이어 밀봉구(10)를 도시한다. 도 1의 와이어 밀봉구(10)와 마찬가지로, 이러한 와이어 밀봉구는 플레이트(16)와 와이어 팩(22)을 포함하지만, 제1 및 제2 코어 와이어들을 포함하지 않는다. 선택적으로, 코어 와이어들이 이 실시예에 추가될 수 있다. 도 6의 실시예는 도 1에 도시된 고정구와 다른 고정구를 포함한다. 도 6의 실시예에서, 4개의 단부편(60)들이 고정구로서 제공된다. 이러한 단부편들은 플레이트(16)의 4개의 모서리들에 부착되며, 도 1에 도시된 클램프들과 마찬가지로, 단부편(60)들은 플레이트(16) 상에서 와이어 팩(22)을 홀딩하도록 배열된다. 플레이트(16)는 비록 필수적인 것은 아닐지라도 클램프들의 부착을 위한 표면을 제공하도록 측부들에서 와이어 팩(22) 너머로 연장한다. 유사하게, 플레이트가 배치되는 슬롯들이 단부편들에 제공되고, 이러한 슬롯들은 또한 선택적이다. 플레이트(16) 상에 단부편(60)들을 위한 큰 접촉 표면을 제공하는 것은 단부편(60)들과 플레이트(16) 사이의 보다 양호한 연결을 허용할 수 있다.
도 7은 또 다른 대안적인 와이어 밀봉구(10)를 도시한다. 도 6에서와 같이, 4개의 단부편(60)들이 제공된다. 단부편(60)들에 추가하여, 중앙 클램프의 형태를 하는 추가의 고정구는 와이어 밀봉구(10)를 가로질러 제공되고, 플레이트가 한쪽 단부 가장자리로부터 다른 쪽 단부 가장자리로 와이어 밀봉구(10)를 가로질러 연장하며, 중앙 클램프는 제1 가장자리와 제2 가장자리와 동일한 방향으로 연장한다. 중앙 클램프는 2개의 중앙 클램프 단부편(72)들과 적어도 하나의 연결 바(74)를 포함한다.
도 1에 도시된 바와 같은 와이어 밀봉구(10)를 제조하는 방법에서, 제1 및 제2 코어 와이어(12, 14)들은 먼저 플레이트(16)에 부착된다. 와이어 팩(22)은 그런 다음 예를 들어 와이어 팩(22)을 생성하도록 제1 및 제2 코어 와이어(12, 14)들과 플레이트(16) 주위에 와이어를 반복적으로 감싸는 것에 의해 제1 및 제2 코어 와이어(12, 14)들과 플레이트(16) 주위에 배치된다. 와이어가 주위에 감싸기 전에, 와이어의 한쪽 단부는 예를 들어 제1 및 제2 코어 와이어(12, 14)들 중 하나 및/또는 플레이트(16)에 용접하는 것에 의해 부착될 수 있다. 와이어 팩(22)이 적소에 있으면, 제1 및 제2 클램프(18, 20)들이 부착된다.
와이어 팩(22)을 만드는 와이어는 플레이트 주위를 감싸기 전에 와이어 밀봉구의 다른 부분에 부착되는 것으로서 상기되었지만, 와이어의 한쪽 또는 양쪽 단부들은 와이어가 플레이트를 감싸기 전에 또는 후에 부착될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같은 와이어 밀봉구(10)를 제조하도록, 플레이트(16)는 먼저 단부편(60)들에 부착되고, 와이어 팩(22)은 그런 다음 예를 들어 플레이트(16) 주위에 와이어를 반복적으로 감싸는 것에 의해 플레이트(16) 주위에 배치된다. 단부편(60)들은 대안적으로 와이어 팩(22)이 플레이트(16) 주위에 배치된 후에 부착될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같은 와이어 밀봉구(10)를 제조하도록, 중앙 클램프를 추가하는 것으로, 도 6에 도시된 실시예와 동일한 제조 방법이 다시 사용될 수 있다. 중앙 클램프는 2개의 방식으로 추가될 수 있다. 먼저, 중앙 클램프는 부분들로 만들어져 와이어 팩(22) 주위의 적소에 있으면 서로 합쳐질 수 있으며, 이 경우에, 중앙 클램프는 와이어 팩(22)이 적소에 있으면 언제라도 부착될 수 있다. 두번째로, 중앙 클램프는 단일편으로 만들어질 수 있으며(또는 부분들로 만들어져 와이어 팩에 부착되기 전에 조립될 수 있다), 그런 다음 제1 가장자리로부터(또는 직선의 와이어 밀봉구의 경우에 제2 가장자리로부터) 와이어 팩 상으로 슬라이딩될 수 있다. 이 경우에, 중앙 클램프는, 와이어 팩(22)이 적소에 있은 후에, 및 중앙 클램프가 부착되는 와이어 팩 상의 지점에서 와이어 팩의 유효 폭보다 큰 지름을 단부편들이 가지는 도 7의 실시예와 같은 실시예들에서 단부편들이 부착되기 전에, 부착되어야만 한다(다음에 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이).
와이어 밀봉구(10)는 상기된 바와 같이 가스 터빈의 픽처 프레임과 제1 베인 사이의 갭을 밀봉하지만, 보다 일반적으로 와이어 밀봉구는 또한 2개의 구성요소들 사이, 예를 들어 제1 베인과 연소기 라이닝과 같은 연소기의 다른 부분 사이의 갭을 밀봉한다. 밀봉되는 구성요소들은 통상적으로 모두 고정(고정 대 고정 밀봉(static-to-static sealing))일 것이다.
와이어 밀봉구(10)는 도 1, 도 6 및 도 7에 도시된 작은 부분들에 도시된 바와 같이 직선일 수 있거나, 또는 도 2에 도시된 바와 같이 원주 방향으로(와이어 밀봉구 길이 방향 축에 대하여) 만곡될 수 있다. 만곡된 와이어 밀봉구는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같은 가스 터빈에서 사용된 와이어 밀봉구들을 위하여 바람직하다. 와이어 밀봉구는 또한 완전 링일 수 있다. 전반적으로, 다수의 와이어 밀봉구들은 링에서 사용될 것이다. 한 예에서, 20개의 와이어 밀봉구들이 360°환상 조인트 주위에 배치되고, 각각 원주 방향(42)으로 가스 터빈 원주 주위에서 15°연장한다. 바람직하게 가스 터빈 원주 주위의 각 픽처 프레임은 이러한 것이 단일 베인/블레이드 조립/분해를 가능하게 하는 것을 도움에 따라서 내경(내부 플랫폼) 상에 적어도 하나의 와이어 밀봉구를 가진다.
와이어 밀봉구는 환상일 수 있다. 환상 와이어 밀봉구의 경우에, 와이어 밀봉구는 제1 가장자리 및 제2 가장자리가 가스 터빈 길이 방향 축(와이어 밀봉구 길이 방향 축)으로부터 동일 거리에 있는 링(의 섹션)을 형성하며; 즉, 제1 가장자리 및 제2 가장자리의 곡률 반경이 동일하다. 제2 가장자리가 제1 가장자리보다 가스 터빈 길이 방향 축으로부터 더 멀고 가스 터빈 길이 방향 축 방향에 대해 직각인 평면에 있는 방사상 와이어 밀봉구가 또한 사용될 수 있다.
바람직하게, 와이어 밀봉구는 원뿔형 와이어 밀봉구이다. 원뿔형 와이어 밀봉구는, 제1 가장자리보다 가스 터빈 길이 방향 축으로부터 더 멀고 가스 터빈 길이 방향 축 방향에 직각인 다른 평면에 있는 제2 가장자리를 가진다.
완성도를 위하여, 원뿔은 평탄 베이스로부터 매끄럽게 테이퍼진 3차원 기하학적 형상이며; 베이스는 원형일 수 있거나 또는 다른 형상일 수 있다는 것을 유념하여야 한다. 수학적으로, 와이어 밀봉구가 원통의 표면의 형상을 따르는 환상 와이어 밀봉구와 대조하여, 원뿔형 와이어 밀봉구는 원뿔의 절두체의 표면의 형상인 원뿔형 절두체(conical frustum)(즉, 원뿔의 섹션이 정점을 포함하지 않는 절두된 원뿔로서 또한 공지된)이다.
제1 및 제2 코어 와이어(12, 14)들은 선택적이며, 한쪽 또는 양쪽이 도 6 및 도 7의 실시예에서와 같이 생략될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 실시예의 코어 와이어들의 한쪽 또는 양쪽이 생략될 수 있으며, 1개 또는 2개의 코어 와이어들이 도 6 및 도 7의 실시예들에 추가될 수 있다. 대안적으로, 1개 또는 2개의 코어 와이어들은 플레이트(16)의 일체부로서 포함될 수 있거나, 또는 간단하게 각각 플레이트(16)의 제1 가장자리(25) 및 제2 가장자리(26)일 수 있다. 2개의 코어 와이어들은 동일한 지름을 가지지만, 또한 다른 지름을 가질 수 있다.
비록 대부분의 플레이트(16)가 도면에서 직접 보이지 않더라도, 플레이트(16)는 도 1 및 도 2를 참조하여 다음과 같이 보다 상세하게 설명될 수 있다. 플레이트(16)는 제1 면(23), 제2 면(24) 및 4개의 가장자리(25, 26, 27)들을 가진다. 이러한 4개의 가장자리들 중, 와이어 팩(22)은 제1 가장자리(25) 및 제2 가장자리(26) 주위에서 연장하고, 제1 가장자리(25)와 제2 가장자리(26)는 서로 반대편에 있다. 도 1에서, 제1 가장자리(25) 및 제2 가장자리(26)는 각각 제1 코어 와이어(12) 및 제2 코어 와이어(14)에 인접한다. 2개의 단부 가장자리(27)들은 플레이트(16)를 완성하고, 이러한 단부 가장자리(27)들 중 하나가 도 1, 도 6 및 도 7에서 보인다. 전형적으로, 제1 가장자리 및 제2 가장자리는 2개의 단부 가장자리들보다 길다. 전형적으로, 2개의 단부 가장자리들은 동일한 길이이다. 전형적으로, 원주 방향으로(와이어 밀봉구 길이 방향 축에 대하여) 연장하는 와이어 밀봉구의 경우에, 제2 가장자리는 제1 가장자리보다 (약간) 길고, 제2 가장자리의 곡률 반경은 제1 가장자리의 곡률 반경보다 (약간) 크다. 플레이트(16)는 실축형 시트(solid sheet)일 수 있거나 또는 망사일 수 있다. 플레이트를 구비한 실시예들에서, 제1 코어와 제2 코어는 각각 제1 및 제2 가장자리들에 있는 플레이트의 부분이다. 제1 및 제2 코어 와이어들은 이러한 경우에 각각 제1 및 제2 코어들에 추가적으로 부착될 수 있다. 플레이트는 선택적이며 일부 실시예들에서 생략될 수 있다. 플레이트가 존재하지 않을 때, 제1 및 제2 코어들은 제1 및 제2 코어 와이어들에 대응한다.
코어 와이어들을 포함하는 실시예들에서, 플레이트는 바람직하게 제1 및 제2 코어 와이어들의 지름보다 얇지만, 일부 실시예들에서, 플레이트는 제1 및 제2 코어 와이어들의 지름과 동일하거나 이보다 넓은 폭일 수 있다. 플레이트와 제1 및 제2 코어 와이어들은 상기된 예들에서 별개의 구성요소들로서 설명되었지만, 이것들은 통합된 구성요소일 수 있다. 코어 와이어들은 도 6 및 도 7의 실시예들에서와 같이 완전히 생략될 수 있다.
제1 및 제2 코어 와이어들과 플레이트(16) 사이의 부착은 용접과 같은 물리적 부착일 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 슬롯이 제1 및 제2 코어 와이어들에 제공될 수 있고, 플레이트는 슬롯에 배열된다. 슬롯이 제공되면, 와이어 팩이 제1 및 제2 코어 와이어들과 플레이트를 함께 홀딩할 수 있음에 따라서, 제1 및 제2 코어 와이어들과 플레이트(16) 사이의 물리적 부착은 선택적이다.
와이어 팩(22)은 플레이트(및 코어 와이어들을 갖는 실시예들에서 제1 및 제2 코어 와이어들) 주위에 반복적으로 권취된 하나 이상의 와이어로 만들어질 수 있다. 대안적인 와이어 팩들이 또한 가능하며; 예를 들어, 망사 또는 체인이 와이어 대신에 주위에 권취될 수 있다. 와이어 팩 와이어, 망사, 체인 등은 전형적으로 풀리는 것을 정지시키도록 각 단부에 부착되며, 와이어 밀봉구의 임의의 적절한 부분, 예를 들어 고정구, 플레이트 또는 와이어 팩의 다른 부분에 부착될 수 있다.
와이어 팩은 고정구 또는 고정구들에 의해 플레이트 상에 홀딩된다. 적절한 고정없이, 와이어 팩은 플레이트의 단부 가장자리들로부터 풀릴 수 있고 및/또는 슬라이딩할 수 있으며, 클램프들은 플레이트에 대하여 와이어 팩의 움직임을 제한하도록 설계될 수 있다. 와이어 팩은 또한 플레이트 및/또는 클램프들에 직접 고정될 수 있다.
다양한 고정구들이 본 출원에서 설명되었지만, 고정구의 다른 형태 및 설명된 고정구들의 변형이 가능하다. 설명된 고정구들의 임의의 조합이 이미 설명된 이러한 조합들에 추가하여 또한 가능하다. 예를 들어, 도 1 및 도 6의 와이어 밀봉구들의 고정구들은 와이어 팩의 클램핑을 개선하도록 동일한 와이어 밀봉구에 모두 사용될 수 있다.
제1 및 제2 클램프(18, 20)들은 형상에서 변할 수 있지만, 전형적으로 플레이트의 단부 가장자리를 둘러싸도록 각각 설계된다. 제1 및 제2 클램프들은 제1 및 제2 클램프들이 인장하고 플레이트에 대하여 와이어 팩을 유지하기 위해 와이어 팩을 누르도록 스프링으로서 만들어질 수 있다. 이러한 것은 제1 및 제2 클램프들이 와이어 팩으로부터 미끄러지지 않고 코어 와이어들이 없는 경우에 특히 유용한 것을 보장하는 것을 도울 수 있다. 제1 및 제2 클램프들은 와이어 팩의 표면을 가로질러 연장하는(플레이트의 제1 및 제2 가장자리들에 직각인 방향으로) 하나 이상의 연결 바들에 의해 서로 부착되고, 그리고 유사한 방식으로 도 7의 실시예에서 중앙 클램프 단부편(72)들 사이에서 연결 바(74)에 부착될 수 있다. 제1 및 제2 클램프들은 또한 와이어 팩 또는 플레이트에 부착될 수 있다. 플레이트의 제1 및 제2 가장자리들에 직각인 평면에서 둥근 단면을 구비한 제1 및 제2 클램프들이 도 1에 도시되지만, 클램프는 중앙 클램프 단부편(72)의 형상에 유사한 정삭각형 또는 직사각형 단면을 또한 가질 수 있다.
도 6의 와이어 밀봉구에 있는 단부편(60)들은 원형 면들을 가지는 원통형이지만, 정사각형 또는 육각형 면들의 클램플들과 같은 상이한 형상의 클램프들이 제공될 수 있다. 2개 이상의 클램프들이 또한 서로 연결될 수 있으며; 예를 들어 플레이트의 한쪽 단부 가장자리의 어느 한쪽의 단부에 있는 2개의 단부편들이 연결될 수 있거나 또는 단부 가장자리의 부분적인 또는 모든 범위를 따라서 연장하는 단일 플레이트일 수 있다.
제1 및 제2 코어 와이어들을 갖는 실시예들에서, 단부편들은 제1 및 제2 코어 와이어들 및/또는 플레이트에 부착될 수 있다. 제1 및 제2 코어 와이어들은 플레이트의 단부 가장자리들을 지나서 연장할 수 있으며, 이 경우에 구멍들이 제1 및 제2 코어 와이어들과 연결되도록 단부편들에 제공될 것이다. 이러한 것은 제1 및 제2 코어 와이어들과 단부편들 사이의 보다 양호한 연결을 제공할 수 있다. 단부편들은 와이어 팩에 추가적으로 부착될 수 있다.
도 6 및 도 7의 와이어 밀봉구들에 있는 단부편들의 지름은 와이어 팩의 폭보다 크다(플레이트의 평면에 대해 직각인 방향으로). 대안적으로, 단부편들의 지름은 와이어 팩의 폭과 동일할 수 있다. 일부 실시예들에서, 단부편들의 지름은 심지어, 단부편들의 지름이 플레이트 상에 와이어 팩을 홀딩하는데 충분한 한, 와이어 팩의 폭보다 약간 작을 수 있다. 상이한 단부편들의 지름은 변할 수 있으며; 예를 들어, 플레이트의 제1 가장자리에 인접한 2개의 단부편들은 플레이트의 제2 가장자리에 인접한 2개의 단부편들의 지름보다 작을 수 있다.
가스 터빈의 제1 베인은 단부편(60)들과 같은 고정구의 형상을 수용하는 하나 이상의 슬롯들을 포함할 수 있다. 이러한 것은 밀봉을 개선할 수 있으며, 또한 와이어 밀봉구가 갭에서 정확한 곳에 있는 것을 또한 보장할 수 있다. 일부 실시예들에서, 고정구는 제1 베인 및/또는 벌크 헤드/픽처 프레임을 접촉하고, 다른 실시예들에서, 와이어 팩은 제1 베인 및/또는 벌크 헤드/픽처 프레임을 접촉한다.
중앙 클램프(70)는 하나의 통합 부분일 수 있거나, 또는 2개 이상의 부분들일 수 있다. 도 7의 실시예에서, 중앙 클램프(70)는 3개의 연결된 부분들, 즉 2개의 중앙 클램프 단부편(72)들과 하나의 연결 바(74)이다. 다양한 다른 중앙 클램프 배열이 가능하다. 예를 들어, 연결 바는 도 7의 실시예에서 중앙 클램프 단부편들보다 좁지만(플레이트의 제1 및 제2 가장자리들에 직각인 밀봉구를 가로지르는 방향으로), 중앙 클램프 단부편들과 동일한 폭이거나 또는 이보다 넓은 폭일 수 있다. T-클램프는 2개의 중앙 클램프 단부편들 및/또는 하나보다 많은 연결 바를 가질 수 있다. 다음의 연결 바들은 제1 연결 바와 동일한 와이어 밀봉구의 면에 있을 수 있으며 및/또는 반대편 면(즉, 도 7에 도시되지 않은 면)에 있을 수 있다. T-클램프는 임의의 다른 형태의 고정구없이 또는 다른 고정구와 조합하여 사용될 수 있다. T-클램프의 포인트는 대체로, 와이어 팩이 단부 가장자리들로부터 슬라이딩하지 않도록, 또한 와이어 팩을 만드는 와이어들이 플레이트(16)의 면들에 근접하여 유지되도록 플레이트 상에서 와이어 팩을 홀딩하는 것이다. 이러한 것은 와이어 팩이 플레이트로부터 멀리 확장하거나 또는 만곡되는 것을 정지시킨다.
픽처 프레임(32), 벌크 헤드(34) 및 제1 베인(30)은 상기된 실시예들과 비교된 형상에서 모두 변할 수 있으며, 디자인은 와이어 밀봉구의 형상, 픽처 프레임/벌크 헤드 및 제1 베인의 상대 운동과 같은 변수에 의존할 수 있다.
픽처 프레임/벌크 헤드에 있는 소켓(38)은 선택적이며, 일부 실시예들에서 필수적이 아니다. 예를 들어, 소켓은 대안적으로 와이어 밀봉구를 적소에 홀딩하도록 제1 베인에 제공될 수 있다. 소켓들은 제1 베인 및 픽처 프레임/벌크 헤드 모두에 또한 제공될 수 있다. 다른 연결 요소들은 또한 제1 베인 또는 픽처 프레임/벌크 헤드에 와이어 밀봉구를 선회 가능하게 부착하도록 제공될 수 있다.
전형적으로, 갭은 냉각 공기와 같은 냉각 유체가 제거되고, 그러므로 고온 가스 경로에 밀접한 밀봉구의 측부상에서보다 고온 가스 경로로부터 더 멀리 있는 와이어 밀봉구의 측부 상에 더 높은 압력이 있을 수 있다. 이러한 압력차는 적소에서 밀봉구를 홀딩할 수 있으며, 밀봉구의 품질을 또한 개선할 수 있다.
본 명세서에서 설명된 와이어 밀봉구들은 바람직하게 로터와 스테터 사이의 갭 대신에 2개의 고정 부분들 사이의 갭들을 밀봉하기 위한 것이다.
설명된 실시예들에 대한 다양한 변형들이 가능하고, 다음의 청구항들에 의해 한정된 본 발명으로부터 벗어남이 없이 당업자에게 일어날 것이다.
10 와이어 밀봉구
12 제1 코어 와이어
14 제2 코어 와이어
16 플레이트
18 제1 클램프
20 제2 클램프
22 와이어 팩
23 제1 면
24 제2 면
25 제1 가장자리
26 제2 가장자리
27 단부 가장자리
30 제1 베인
32 픽처 프레임
34 벌크 헤드
36 갭
38 소켓
40 와이어 밀봉구 길이 방향(가스 터빈 길이 방향)
42 원주 방향
60 단부편
70 중앙 클램프
72 중앙 클램프 단부편
74 연결 바

Claims (14)

  1. 가스 터빈의 2개의 구성요소들 사이의 갭(36)을 밀봉하기 위한 와이어 밀봉구(10)로서,
    - 서로 이격된 제1 코어(12, 25) 및 제2 코어(14, 26),
    - 상기 제1 코어 및 상기 제2 코어 주위에서 연장하는 와이어 팩(22), 및
    - 상기 제1 코어 및 상기 제2 코어에 상기 와이어 팩을 고정하기 위한 고정구를 포함하며,
    상기 와이어 밀봉구(10)는 만곡되는 와이어 밀봉구.
  2. 제1항에 있어서, 제1 면(23), 제2 면(24), 제1 코어를 포함하는 제1 가장자리(25), 제2 코어를 포함하는 제2 가장자리(26), 및 2개의 단부 가장자리(27)들을 구비한 플레이트를 포함하며, 상기 제1 가장자리(25)는 상기 제2 가장자리(26) 반대편에 있으며,
    - 상기 와이어 팩(22)은 상기 플레이트(16)의 제1 면(23), 제1 가장자리(25), 제2 면 및 제2 가장자리(26) 주위에서 연장하고,
    - 상기 고정구(18, 20, 60, 70)는 상기 플레이트(16) 주위에서 상기 와이어 팩(22)을 고정하는 와이어 밀봉구.
  3. 제1항에 있어서, 상기 고정구는 상기 제1 코어에 상기 와이어 팩(22)을 고정하기 위한 제1 클램프(18) 및 상기 제2 코어에 상기 와이어 팩(22)을 고정하기 위한 제2 클램프(20)를 포함하는 와이어 밀봉구.
  4. 제1항에 있어서, 상기 고정구는 상기 제1 코어 및 상기 제2 코어에 인접하여 적소에서 상기 와이어 팩(22)을 홀딩하도록 상기 제1 코어 및 상기 제2 코어의 각 단부에 부착된 적어도 하나의 단부편(60)을 포함하는 와이어 밀봉구.
  5. 제1항에 있어서, 상기 고정구는 상기 플레이트(16)에 인접하여 적소에 상기 와이어 팩(22)을 홀딩하도록 상기 제1 코어로부터 상기 제2 코어로 상기 와이어 팩(22) 주위에서 연장하는 와이어 밀봉구.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 가장자리(25)에 부착된 제1 코어 와이어(12) 및 상기 제2 가장자리(26)에 부착된 제2 코어 와이어(14)를 포함하는 와이어 밀봉구.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 와이어 밀봉구(10)는 원뿔형 와이어 밀봉구인 와이어 밀봉구.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 코어는 제1 코어 와이어(12)이며, 상기 제2 코어는 제2 코어 와이어(14)인 와이어 밀봉구.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 와이어 밀봉구(10)를 포함하는 가스 터빈.
  10. 제9항에 있어서, 갭(36)에 의해 분리된 연소기 및 제1 베인(30)을 포함하며, 상기 와이어 밀봉구(10)는 상기 갭(36)을 밀봉하도록 배열되는 가스 터빈.
  11. 제10항에 있어서, 상기 연소기는 픽처 프레임(32)을 포함하며, 상기 갭(36)은 상기 제1 베인(30)과 상기 픽처 프레임(32) 사이에 있는 가스 터빈.
  12. 제10항에 있어서, 상기 픽처 프레임(32)에 있는 소켓(38)을 포함하며, 상기 와이어 밀봉구(10)는 상기 소켓(36)에 안치되는 가스 터빈.
  13. 가스 터빈의 2개의 구성요소들 사이의 갭(36)을 밀봉하기 위한 와이어 밀봉구(10)로서, 서로 이격된 제1 코어(12, 25) 및 제2 코어(14, 26), 상기 제1 코어 및 상기 제2 코어 주위에서 연장하는 와이어 팩(22), 및 상기 제1 코어 및 상기 제2 코어에 상기 와이어 팩을 고정하기 위한 고정구를 포함하며, 만곡되는 상기 와이어 밀봉구를 제조하는 방법으로서,
    플레이트(16) 주위에 상기 와이어 팩(22)을 배치하는 단계, 및 상기 고정구(18, 20, 60, 70)로 상기 플레이트(16)에 상기 와이어 팩(22)을 고정하는 단계를 포함하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 와이어 팩(22)은 와이어로 만들어지고, 상기 제1 코어 및 상기 제2 코어 주위에 와이어를 반복적으로 권취하는 것에 의해 상기 제1 코어 및 상기 제2 코어 주위에 배치되는 방법.
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