KR20230045873A - 씰링 어셈블리 및 이를 포함하는 터보머신 - Google Patents

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KR20230045873A
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Abstract

본 발명은, 제1방향을 따라 제1삽입홀이 형성된 제1컴포넌트와, 상기 제1방향과 평행하지 않은 제2방향을 따라 제2삽입홀이 형성된 제2컴포넌트의 사이를 씰링하는 씰링 어셈블리에 있어서, 상기 제1삽입홀에 삽입되는 제1삽입부와, 상기 제1삽입부와 연결되며 상기 제2삽입홀에 삽입되는 제2삽입부가 형성된 씰링 어셈블리 및 이를 포함하는 터보머신을 제공한다.

Description

씰링 어셈블리 및 이를 포함하는 터보머신{Sealing assembly and turbo-machine comprising the same}
본 발명은 씰링 어셈블리 및 이를 포함하는 터보머신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 터보머신에 구비되는 제1컴포넌트와 제2컴포넌트의 사이를 씰링하는 씰링 어셈블리 및 이를 포함하는 터보머신을 제공하는 데 목적이 있다.
터보머신이란, 터보머신을 통과하는 유체(특히, 기체)를 통해, 전력 생성을 위한 동력을 발생시키는 장치를 의미한다. 따라서 터보머신은 통상 발전기와 함께 설치되어 사용된다. 이러한 터보머신에는, 가스터빈(Gas turbine), 스팀터빈(Steam turbine), 풍력터빈(Wind power turbine) 등이 해당될 수 있다. 가스터빈은 압축공기와 천연가스를 혼합하여 연소시켜 연소가스를 생성하고, 이와 같이 생성된 연소가스를 이용하여 발전을 위한 동력을 생성하는 장치이다. 스팀터빈은 물을 가열하여 생성되는 증기를 이용하여 발전을 위한 동력을 생성하는 장치이다. 풍력터빈은 풍력을 발전용 동력으로 전환시키는 장치이다.
터보머신 중 가스터빈에 대해 살펴보면, 가스터빈은 압축기와 연소기와 터빈을 포함한다. 압축기는 압축기 케이싱 내에 다수개의 압축기 베인과 압축기 블레이드가 교대로 배치된다. 그리고 압축기는 압축기 입구 스크롤 스트럿(Compressor inlet scroll strut)을 통해 외부의 공기를 흡입한다. 이렇게 흡입된 공기는 압축기의 내부를 통과하면서 상기 압축기 베인과 압축기 블레이드에 의해 압축된다. 연소기는 상기 압축기에서 압축된 압축공기를 공급받아 연료와 혼합시킨다. 또한 연소기는 압축공기와 혼합된 연료를 점화기로 점화하여 고온고압의 연소가스를 생성한다. 이와 같이 생성된 연소가스는 터빈으로 공급된다. 터빈은 터빈 케이싱 내에 복수개의 터빈 베인과 터빈 블레이드가 교대로 배치된다. 그리고 터빈은 연소기에서 생성된 연소가스를 공급받아 내부로 통과시킨다. 터빈의 내부를 통과하는 연소가스는 터빈 블레이드를 회전시키게 되고, 터빈의 내부를 완전히 통과하게 된 연소가스는 터빈 디퓨저를 통해 외부로 토출되게 된다.
터보머신 중 증기터빈에 대해 살펴보면, 증기터빈은 증발기와 터빈을 포함한다. 상기 증발기는 외부로부터 공급받은 물을 가열하여 증기를 생성한다. 상기 터빈은 가스터빈에서의 터빈과 마찬가지로 터빈 케이싱 내에 복수개의 터빈 베인과 터빈 블레이드가 교대로 배치된다. 다만, 증기터빈에서의 터빈은 연소가스가 아닌 상기 증발기에서 생성된 증기를 내부로 통과시켜, 터빈 블레이드를 회전시킨다.
한편, 상기 터빈은, 터빈 스테이터와, 상기 터빈 스테이터의 내부에 배치되는 터빈 로터를 포함한다. 여기서, 상기 터빈 스테이터는, 터빈 케이싱, 상기 터빈 케이싱의 반경방향 내측에 배치되는 베인캐리어, 상기 베인캐리어의 내주면에 결합되는 터빈 베인을 포함한다. 그리고 상기 터빈 로터는, 터빈 디스크, 상기 터빈 디스크의 외주면에 결합되는 터빈 블레이드를 포함한다.
상기 베인캐리어의 내부로는 연소가스 또는 증기가 유동한다. 연소가스 또는 증기의 유동은 베인캐리어 내부에 조립된 터빈 베인의 도움을 받아 터빈 로터에 조립된 터빈 블레이드가 회전하는 운동에너지를 공급한다. 연소가스 또는 증기의 에너지가 운동에너지로 변환되는 효율은 해당 유체의 누설양과 반비례하므로, 베인캐리어 내부에서 의도한 유체의 유동경로 이외의 누설을 최소화해야 한다. 누설이 최소화되기 위해서는 터빈 케이싱의 축방향으로 인접하는 베인캐리어와 베인캐리어의 사이를 보다 긴밀하게 씰링하는 것이 중요하다고 할 수 있다.
미국 등록특허 제10,519,807호(발명의 명칭 : Seal segment retention ring with chordal seal feature)
본 발명은 상기와 같은 중요성에 의해 개발된 것으로서, 터빈 케이싱의 축방향으로 인접하는 베인캐리어와 베인캐리어의 사이를 보다 긴밀하게 씰링할 수 있는 씰링 어셈블리 및 이를 포함하는 터보머신을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명은, 제1방향을 따라 제1삽입홀이 형성된 제1컴포넌트와, 상기 제1방향과 평행하지 않은 제2방향을 따라 제2삽입홀이 형성된 제2컴포넌트의 사이를 씰링하는 씰링 어셈블리에 있어서, 상기 제1삽입홀에 삽입되는 제1삽입부와, 상기 제1삽입부와 연결되며 상기 제2삽입홀에 삽입되는 제2삽입부가 형성된 씰링 어셈블리를 제공한다.
또한, 본 발명은, 내부로 통과되는 유체를 가이드하는 스테이터; 및 상기 스테이터의 내부에 설치되며, 상기 스테이터의 내부로 통과되는 유체에 의해 회전하는 로터;를 포함하되, 상기 스테이터는, 케이싱과, 상기 케이싱의 반경방향 내측에 배치되며, 상기 케이싱의 축방향을 따라 서로 인접하게 배치되는 제1베인캐리어 및 제2베인캐리어와, 상기 제1 및 제2베인캐리어의 내주면에 각각 결합되는 베인과, 상기 제1베인캐리어와 제2베인캐리어의 사이를 씰링하는 씰링 어셈블리를 포함하고, 상기 제1베인캐리어는, 제1방향을 따라 제1삽입홀이 형성되며, 상기 제2베인캐리어는, 상기 제1방향과 평행하지 않은 제2방향을 따라 제2삽입홀이 형성되고, 상기 씰링 어셈블리는, 상기 제1삽입홀에 삽입되는 제1삽입부와, 상기 제1삽입부와 연결되며 상기 제2삽입홀에 삽입되는 제2삽입부가 형성된 터보머신을 제공한다.
상기 제1방향과 제2방향은, 서로 직교하며, 상기 제1삽입부와 제2삽입부는, 서로 직각으로 연결될 수 있다.
상기 제1컴포넌트와 제2컴포넌트는, 환형(Ring-shaped)으로 형성되며, 상기 제1삽입부와 제2삽입부는, 환형으로 연장될 수 있다.
본 발명에 따른 씰링 어셈블리는, 상기 제1삽입부와 제2삽입부가 모든 영역에 걸쳐서 형성된 돌출고리부재와, 상기 제1삽입부와 제2삽입부가 모든 영역에 걸쳐서 형성되며, 상기 돌출고리부재와 결합되어 상기 돌출고리부재와 함께 환형을 형성하는 안착고리부재를 포함할 수 있다.
상기 돌출고리부재는, 돌출본체와, 상기 돌출본체의 상기 안착고리부재 측 단부로부터 원주방향을 따라 돌출되는 돌출내측편과, 상기 돌출본체의 상기 안착고리부재 측 단부로부터 원주방향을 따라 돌출되며, 상기 돌출내측편의 외측에 배치되고, 상기 돌출내측편보다 상기 안착고리부재 측으로 더 돌출된 돌츨외측편을 포함하며, 상기 안착고리부재는, 안착본체와, 상기 안착본체의 상기 돌출고리부재 측 단부로부터 원주방향을 따라 돌출되고, 외측에 상기 돌출외측편이 안착되는 안착내측편을 포함할 수 있다.
상기 돌출고리부재는, 상기 돌출내측편 중 상기 제1삽입부가 형성된 부위의 상기 제1삽입홀 측 단부로부터 반경방향 외측으로 돌출되는 돌출보조편을 더 포함하며, 상기 안착고리부재는, 상기 안착내측편 중 상기 제1삽입부가 형성된 부위의 상기 제1삽입홀 측 단부로부터 반경방향 외측으로 돌출되며, 상기 돌출보조편과 접하는 안착보조편을 더 포함할 수 있다.
상기 돌출보조편과 안착보조편은, 상기 돌출외측편과의 사이에 간격이 형성될 수 있다.
상기 돌출외측편은, 상기 안착고리부재 측 단부의 내측 모서리 부위에 제1챔퍼면(Chamfer surface)이 형성될 수 있다.
상기 안착내측편은, 외측 모서리 부위에 제2챔퍼면이 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 씰링 어셈블리 및 이를 포함하는 터보머신에 의하면, 제1컴포넌트(제1베인캐리어)에 제1방향을 따라 제1삽입홀이 형성되며 제2컴포넌트(제2베인캐리어)에 상기 제1방향과 평행하지 않은 제2방향을 따라 제2삽입홀이 형성되고, 씰링 어셈블리가 상기 제1삽입홀에 삽입되는 제1삽입부와 상기 제1삽입부와 연결되며 상기 제2삽입홀에 삽입되는 제2삽입부가 형성된 구조로 설계됨으로써, 서로 평행하게 형성되지 않은 인접하는 제1삽입홀과 제2삽입홀이 각각 제1컴포넌트(제1베인캐리어)와 제2컴포넌트(제2베인캐리어)에 형성된 구조의 터보머신에 있어서도 씰링 어셈블리를 통해 목적하는 씰링 성능을 도출할 수 있다.
도 1은 터보머신 중 가스터빈의 단면도이다.
도 2는 도 1의 A 부분의 확대도이다.
도 3은 도 2의 B 부분의 확대도이다.
도 4는 도 3에 도시된 씰링 어셈블리의 부분 확대사시도이다.
도 5는 도 4의 저면도이다.
도 6은 도 4 중 돌출고리부재의 사시도이다.
도 7은 도 4 중 안착고리부재의 사시도이다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
이하, 본 발명에 따른 씰링 어셈블리 및 이를 포함하는 터보머신에 대해서 도면을 참조하여 설명하도록 한다. 이때, 본 발명에 따른 터보머신은 가스터빈인 것으로 가정하여 설명할 것이나, 이는 일 예에 불과하며, 본 발명에 따른 터보머신은 가스터빈이 아닌 증기터빈에 해당될 수도 있음은 물론이라 할 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 가스터빈(1)은 압축기(2), 연소기(3) 및 터빈(4)을 포함한다. 기체(압축공기 또는 연소가스)의 유동방향을 기준으로 하였을 때, 가스터빈(1)의 상류 측에는 압축기(2)가 배치되고 하류 측에는 터빈(4)이 배치된다. 그리고 압축기(2)와 터빈(4) 사이에는 연소기(3)가 배치된다.
압축기(2)는 압축기 케이싱 내부에 압축기 베인과 압축기 로터를 수용하며, 터빈(4)은 터빈 케이싱(11) 내부에 터빈 베인(15)과 터빈 로터(20)를 수용한다. 이러한 압축기 베인과 압축기 로터는 압축공기의 유동방향을 따라 다단(Multi-stage)으로 배치되며, 터빈 베인(15)과 터빈 로터(20) 역시 연소가스의 유동방향을 따라 다단으로 배치된다. 이때, 압축기(2)는 흡입된 공기가 압축될 수 있게 전단(Front-stage)에서 후단(Rear-stage) 측으로 갈수록 내부공간이 줄어들며, 반대로 터빈(4)은 연소기로부터 공급받은 연소가스가 팽창될 수 있게 전단에서 후단 측으로 갈수록 내부공간이 커지는 구조로 설계된다.
한편, 압축기(2)의 최후단부 측에 위치한 압축기 로터와, 터빈(4)의 최전단부 측에 위치한 터빈 로터(20) 사이에는, 터빈(4)에서 발생된 회전토크를 상기 압축기(2)로 전달하는 토크 전달부재로서의 토크튜브가 배치된다. 상기 토크튜브는 도 1에 도시된 바와 같이 총 3개의 단으로 이루어지는 복수개의 토크튜브 디스크로 구성될 수 있으나, 이는 본 발명의 여러 실시예 중 하나에 불과하며, 상기 토크튜브는 4개 이상의 단 또는 2개 이하의 단으로 이루어지는 복수개의 토크튜브 디스크로 구성될 수도 있다.
상기 압축기 로터는, 압축기 디스크와 압축기 블레이드를 포함한다. 상기 압축기 케이싱의 내부에는 복수개(예를 들어 14매)의 압축기 디스크가 구비되고, 상기 각각의 압축기 디스크들은 타이로드에 의해서 축 방향으로 이격되지 않도록 체결된다. 더욱 상세하게는, 상기 각각의 압축기 디스크는 중심부가 상기 타이로드에 의해 관통한 상태로 서로 축 방향을 따라서 정렬된다. 그리고 인접하는 각각의 압축기 디스크는 대향하는 면이 상기 타이로드에 의해 압착되어, 서로 상대적인 회전을 할 수 없도록 배치된다.
상기 압축기 디스크의 외주면에는 복수개의 압축기 블레이드가 방사상으로 결합된다. 또한, 상기 압축기 블레이드의 사이에는, 동일한 단(Stage)을 기준으로 하였을 때 상기 압축기 케이싱의 내주면에 환상으로 설치되는 복수개의 압축기 베인이 각각 배치된다. 상기 압축기 베인은 상기 압축기 디스크와는 달리 회전하지 않도록 고정된 상태를 유지하며, 압축기 블레이드를 통과한 압축공기의 흐름을 정렬하여 하류 측에 위치하는 압축기 블레이드로 압축공기를 안내하는 역할을 한다. 이때, 상기 압축기 케이싱과 압축기 베인은, 상기 압축기 로터와 구분하기 위하여, 압축기 스테이터라는 포괄적인 명칭으로 정의될 수 있다.
상기 타이로드는 상기 복수개의 압축기 디스크와, 후술할 터빈 디스크의 중심부를 관통하도록 배치되며, 일측 단부는 압축기의 최전단부 측에 위치한 압축기 디스크 내에 체결되고, 타측 단부는 고정 너트에 의해 체결된다.
상기 타이로드의 형태는 가스터빈에 따라 다양한 구조로 이뤄질 수 있으므로, 반드시 도 1에 제시된 형태로 한정될 것은 아니다. 즉, 도시된 바와 같이 하나의 타이로드가 압축기 디스크와 터빈 디스크의 중앙부를 관통하는 형태를 가질 수도 있고, 복수개의 타이로드가 원주상으로 배치되는 형태를 가질 수도 있으며, 이들의 혼용도 가능하다.
도시되지는 않았으나, 가스터빈의 압축기에는 유체의 압력을 높이고 난 후 연소기 입구로 들어가는 유체의 유동각을 설계 유동각으로 맞추기 위하여 안내깃 역할을 하는 디스월러(Deswirler)가 설치될 수 있다.
상기 연소기(3)에서는 유입된 압축공기를 연료와 혼합, 연소시켜 높은 에너지의 고온, 고압 연소가스를 만들어 내며, 등압연소과정으로 연소기 및 터빈부품이 견딜 수 있는 내열한도까지 연소가스의 온도를 높이게 된다.
가스터빈(1)의 연소시스템을 구성하는 연소기는 셀(Cell) 형태로 형성되는 연소기 케이싱 내에 다수가 배열될 수 있으며, 연료를 분사하는 노즐과, 연소실을 형성하는 라이너(Liner), 그리고 연소기와 터빈의 연결부가 되는 트랜지션피스(Transition piece)를 포함한다.
구체적으로, 상기 라이너는 연료노즐에 의해 분사되는 연료가 압축기의 압축공기와 혼합되어 연소되는 연소공간을 제공한다. 이러한 라이너는, 공기와 혼합된 연료가 연소되는 연소공간을 제공하는 연소챔버와, 상기 연소챔버를 감싸면서 환형공간을 이루는 라이너 환형유로가 형성된다. 또한 라이너의 전단에는 연료를 분사하는 노즐이 결합되며, 측벽에는 점화기가 결합된다.
상기 라이너 환형유로에는, 라이너의 외벽에 마련되는 다수개의 홀(Hole)을 통해 유입된 압축공기가 유동하며, 후술할 트랜지션피스를 냉각시킨 압축공기 역시 이를 통해 유동한다. 이렇듯 압축공기가 라이너의 외벽부를 따라 유동함으로써, 상기 연소챔버에서 연료의 연소에 의해 발생되는 열에 의해 라이너가 열 손상을 입는 것을 방지할 수 있다.
라이너의 후단에는, 점화플러그에 의해 연소되는 연소가스를 터빈 측으로 보낼 수 있도록 트랜지션피스가 연결된다. 상기 라이너와 마찬가지로, 상기 트랜지션피스는, 상기 트랜지션피스의 내부 공간을 감싸는 트랜지션피스 환형유로가 형성되며, 연소가스의 높은 온도에 의한 파손이 방지되도록 상기 트랜지션피스 환형유로를 따라 흐르는 압축공기에 의해 외벽부가 냉각된다.
한편, 상기 연소기(3)에서 나온 고온, 고압의 연소가스는 상술한 터빈(4)으로 공급된다. 터빈(4)으로 공급된 고온 고압의 연소가스는 터빈(4)의 내부를 통과하면서 팽창하게 되고, 그에 따라 후술할 터빈 블레이드(22)에 충동 및 반동력을 가하여 회전토크가 발생되도록 한다. 이렇게 얻어진 회전토크는 상술한 토크튜브를 거쳐 압축기로 전달되고, 압축기 구동에 필요한 동력을 초과하는 부분은 발전기 등을 구동하는데 쓰이게 된다.
상기 터빈(4)은 기본적으로는 압축기(2)의 구조와 유사하다. 즉, 상기 터빈(4)에도 압축기(2)의 압축기 로터와 유사한 복수개의 터빈 로터(20)가 구비된다. 따라서 상기 터빈 로터(20) 역시, 터빈 디스크(21)와, 이로부터 방사상으로 배치되는 복수개의 터빈 블레이드(22)를 포함한다. 상기 터빈 블레이드(22)의 사이에도, 동일한 단을 기준으로 하였을 때 상기 터빈 케이싱(11)에 환상으로 설치되는 복수개의 터빈 베인(15)이 구비되며, 상기 터빈 베인(15)은 터빈 블레이드(22)를 통과한 연소가스의 유동방향을 가이드하게 된다. 이때, 상기 터빈 케이싱(11)과 터빈 베인(15) 역시, 상기 터빈 로터(20)와 구분하기 위하여, 터빈 스테이터(10)라는 포괄적인 명칭으로 정의될 수 있다.
이하, 설명의 편의를 위하여, 도면부호 C는 상기 터빈 케이싱(11)의 원주방향이라 하며, 도면부호 R은 상기 터빈 케이싱(11)의 반경방향이라 하고, 도면부호 X는 상기 터빈 케이싱(11)의 회전 중심이 되는 축의 방향이라 한다. 여기서, 도면부호 X는 도 1에 도시된 타이로드의 길이방향이기도 하다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 터빈 스테이터(10)는, 상기 터빈 케이싱(11) 및 상기 터빈 베인(15) 이외에, 베인캐리어(13)와 씰링 어셈블리(100)를 더 포함한다.
상기 베인캐리어(13)는, 상기 케이싱(11)의 반경방향(R) 내측에 배치되는 것으로서, 축방향(X)을 따라 서로 인접하게 배치되는 제1베인캐리어(12)와 제2베인캐리어(14)를 포함한다. 그리고 상기 터빈 베인(15)은, 각각 상기 제1베인캐리어(12)와 제2베인캐리어(14)의 내주면에 결합된다.
상기 씰링 어셈블리(100)는, 제1컴포넌트와 제2컴포넌트의 사이를 씰링하기 위한 것이다. 이하부터 설명될 본 발명의 실시예에서는, 제1컴포넌트와 제2컴포넌트가 각각 제1베인캐리어(12) 및 제2베인캐리어(14)인 것으로 예를 들어 설명하도록 한다. 다만, 이는 본 발명의 일 예중 하나에 불과할 뿐, 상기 제1컴포넌트와 제2컴포넌트는 가스터빈(1)의 다른 부품에 해당될 수도 있다.
도 3 내지 도 7을 참조하면, 상기 제1베인캐리어(12)는, 제1방향을 따라 제1삽입홀(12a)이 형성된다. 상기 제2베인캐리어(14)는, 상기 제1방향과 평행하지 않은 제2방향을 따라 제2삽입홀(14a)이 형성된다. 그리고 본 발명에 따른 씰링 어셈블리(100)는, 상기 제1삽입홀(12a)에 삽입되는 제1삽입부(110)와, 상기 제1삽입부(110)와 연결되며 상기 제2삽입홀(14a)에 삽입되는 제2삽입부(120)가 모든 영역에 걸쳐서 형성된다. 예를 들면, 본 발명에서 상기 제1방향은 축방향(X)이고, 상기 제2방향은 반경방향(R)일 수 있다. 이 경우, 상기 제1방향과 제2방향은 서로 직교하며, 상기 제1삽입부(110)와 제2삽입부(120)는 서로 직각으로 연결된다. 다만, 이는 일 예에 불과하며, 상기 제1방향과 제2방향은 각각 축방향(X)과 반경방향(R) 이외에 다른 것일 수 있다. 상기 제1베인캐리어(12)와 제2베인캐리어(14)는, 환형(Ring-shaped)으로 형성된다. 그리고 상기 제1삽입부(110)와 제2삽입부(120) 역시, 환형으로 연장된다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 씰링 어셈블리(100)는, 돌출고리부재(130)와 안착고리부재(140)를 포함한다. 상기 돌출고리부재(130)와 안착고리부재(140) 모두, 상기 제1삽입부(110)와 제2삽입부(120)가 모든 영역에 걸쳐서 형성된다. 그리고 상기 돌출고리부재(130)와 안착고리부재(140)는, 원주방향(C)을 따라 서로 교대로 결합되는 복수개로 구비되어 전체로서 하나의 환형 씰링 어셈블리(100)가 된다.
상기 돌출고리부재(130)는, 돌출본체(131), 돌출내측편(132), 돌출외측편(133), 돌출보조편(134)을 포함한다. 상기 돌출본체(131)는, 상기 제1삽입부(110)와 제2삽입부(120)가 형성된다. 상기 돌출내측편(132)은, 상기 돌출본체(131)의 상기 안착고리부재(140) 측 단부로부터 원주방향(C)을 따라 돌출되며, 역시 상기 제1삽입부(110)와 제2삽입부(120)가 형성된다. 상기 돌출외측편(133)은, 상기 돌출본체(131)의 상기 안착고리부재(140) 측 단부로부터 원주방향(C)을 따라 돌출되며, 상기 돌출내측편(132)의 외측에 배치되고, 상기 돌출내측편(132)보다 상기 안착고리부재(140) 측으로 더 돌출된다. 상기 돌출외측편(133)은 상기 제2삽입부(120)는 형성되어 있으나, 상기 제1삽입부(110)는 형성되어 있지 않고, 다만 반경방향 외측 단부가 상기 제1삽입홀(12a) 측으로 절곡되어 있을 뿐이다. 상기 돌출보조편(134)은, 상기 돌출내측편(132) 중 상기 제1삽입부(110)가 형성된 부위의 상기 제1삽입홀(12a) 측 단부로부터 반경방향(R) 외측으로 돌출된다.
상기 안착고리부재(140)는, 안착본체(141), 안착내측편(142), 안착보조편(143)을 포함한다. 상기 안착본체(141)는, 상기 제1삽입부(110)와 제2삽입부(120)가 형성된다. 상기 안착내측편(142)은, 상기 안착본체(141)의 상기 돌출고리부재(130) 측 단부로부터 원주방향(C)을 따라 돌출되고, 역시 상기 제1삽입부(110)와 제2삽입부(120)가 형성된다. 그리고 상기 안착내측편(142)은, 외측에 상기 돌출외측편(133)이 안착된다. 상기 안착보조편(143)은, 상기 안착내측편(142) 중 상기 제1삽입부(110)가 형성된 부위의 상기 제1삽입홀(12a) 측 단부로부터 반경방향(R) 외측으로 돌출되며, 상기 돌출보조편(134)과 접하도록 배치된다. 상기 돌출보조편(134)과 안착보조편(143)은, 상기 돌출외측편(133)의 반경방향(R) 외측 단부로부터 상기 제1삽입홀(12a) 측으로 절곡된 부위의 단부와의 사이에 간격(I)이 형성된다.
상기 돌출외측편(133)은, 상기 안착고리부재(140) 측 단부의 내측 모서리 부위에 제1챔퍼면(Chamfer surface; 133a)이 형성된다. 상기 안착내측편(142)은, 외측 모서리 부위에 제2챔퍼면(142a)이 형성된다. 상기 제1챔퍼면(133a)과 제2챔퍼면(142a)의 존재에 의해, 상기 돌출외측편(133)이 상기 안착내측편(142)에 안착되는 것이 보다 용이하게 된다.
1 : 가스터빈
12 : 제1컴포넌트(제1베인캐리어) 12a : 제1삽입홀
14 : 제2컴포넌트(제2베인캐리어) 14a : 제2삽입홀
100 : 씰링 어셈블리
110 : 제1삽입부 120 : 제2삽입부
130 : 돌출고리부재 140 : 안착고리부재

Claims (10)

  1. 제1방향을 따라 제1삽입홀이 형성된 제1컴포넌트와, 상기 제1방향과 평행하지 않은 제2방향을 따라 제2삽입홀이 형성된 제2컴포넌트의 사이를 씰링하는 씰링 어셈블리에 있어서,
    상기 제1삽입홀에 삽입되는 제1삽입부와, 상기 제1삽입부와 연결되며 상기 제2삽입홀에 삽입되는 제2삽입부가 형성된 씰링 어셈블리.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1방향과 제2방향은, 서로 직교하며,
    상기 제1삽입부와 제2삽입부는, 서로 직각으로 연결되는 씰링 어셈블리.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1컴포넌트와 제2컴포넌트는, 환형(Ring-shaped)으로 형성되며,
    상기 제1삽입부와 제2삽입부는, 환형으로 연장되는 씰링 어셈블리.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1삽입부와 제2삽입부가 모든 영역에 걸쳐서 형성된 돌출고리부재와,
    상기 제1삽입부와 제2삽입부가 모든 영역에 걸쳐서 형성되며, 상기 돌출고리부재와 결합되어 상기 돌출고리부재와 함께 환형을 형성하는 안착고리부재를 포함하는 씰링 어셈블리.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 돌출고리부재는,
    돌출본체와,
    상기 돌출본체의 상기 안착고리부재 측 단부로부터 원주방향을 따라 돌출되는 돌출내측편과,
    상기 돌출본체의 상기 안착고리부재 측 단부로부터 원주방향을 따라 돌출되며, 상기 돌출내측편의 외측에 배치되고, 상기 돌출내측편보다 상기 안착고리부재 측으로 더 돌출된 돌츨외측편을 포함하며,
    상기 안착고리부재는,
    안착본체와,
    상기 안착본체의 상기 돌출고리부재 측 단부로부터 원주방향을 따라 돌출되고, 외측에 상기 돌출외측편이 안착되는 안착내측편을 포함하는 씰링 어셈블리.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 돌출고리부재는,
    상기 돌출내측편 중 상기 제1삽입부가 형성된 부위의 상기 제1삽입홀 측 단부로부터 반경방향 외측으로 돌출되는 돌출보조편을 더 포함하며,
    상기 안착고리부재는,
    상기 안착내측편 중 상기 제1삽입부가 형성된 부위의 상기 제1삽입홀 측 단부로부터 반경방향 외측으로 돌출되며, 상기 돌출보조편과 접하는 안착보조편을 더 포함하는 씰링 어셈블리.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 돌출보조편과 안착보조편은, 상기 돌출외측편과의 사이에 간격이 형성되는 씰링 어셈블리.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 돌출외측편은, 상기 안착고리부재 측 단부의 내측 모서리 부위에 제1챔퍼면(Chamfer surface)이 형성된 씰링 어셈블리.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 안착내측편은, 외측 모서리 부위에 제2챔퍼면이 형성된 씰링 어셈블리.
  10. 내부로 통과되는 유체를 가이드하는 스테이터; 및
    상기 스테이터의 내부에 설치되며, 상기 스테이터의 내부로 통과되는 유체에 의해 회전하는 로터;를 포함하되,
    상기 스테이터는,
    케이싱과,
    상기 케이싱의 반경방향 내측에 배치되며, 상기 케이싱의 축방향을 따라 서로 인접하게 배치되는 제1베인캐리어 및 제2베인캐리어와,
    상기 제1 및 제2베인캐리어의 내주면에 각각 결합되는 베인과,
    상기 제1베인캐리어와 제2베인캐리어의 사이를 씰링하는 씰링 어셈블리를 포함하고,
    상기 제1베인캐리어는, 제1방향을 따라 제1삽입홀이 형성되며,
    상기 제2베인캐리어는, 상기 제1방향과 평행하지 않은 제2방향을 따라 제2삽입홀이 형성되고,
    상기 씰링 어셈블리는, 상기 제1삽입홀에 삽입되는 제1삽입부와, 상기 제1삽입부와 연결되며 상기 제2삽입홀에 삽입되는 제2삽입부가 형성된 터보머신.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102291086B1 (ko) * 2020-02-21 2021-08-18 두산중공업 주식회사 씰링 어셈블리 및 이를 포함하는 가스터빈

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Non-Patent Citations (1)

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미국 등록특허 제10,519,807호(발명의 명칭 : Seal segment retention ring with chordal seal feature)

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