KR20230082253A - 리프 스프링 및 이를 포함하는 씰링 어셈블리 - Google Patents
리프 스프링 및 이를 포함하는 씰링 어셈블리 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230082253A KR20230082253A KR1020210170002A KR20210170002A KR20230082253A KR 20230082253 A KR20230082253 A KR 20230082253A KR 1020210170002 A KR1020210170002 A KR 1020210170002A KR 20210170002 A KR20210170002 A KR 20210170002A KR 20230082253 A KR20230082253 A KR 20230082253A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- sealing
- sealing assembly
- leaf spring
- protrusion
- body portion
- Prior art date
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title claims abstract description 123
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims abstract description 17
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims abstract description 17
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims abstract description 13
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 5
- 206010017577 Gait disturbance Diseases 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 29
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/28—Arrangement of seals
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/001—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between stator blade and rotor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/005—Sealing means between non relatively rotating elements
- F01D11/006—Sealing the gap between rotor blades or blades and rotor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
- F16J15/3436—Pressing means
- F16J15/344—Pressing means the pressing force being applied by means of an elastic ring supporting the slip-ring
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2220/00—Application
- F05D2220/30—Application in turbines
- F05D2220/32—Application in turbines in gas turbines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/55—Seals
- F05D2240/57—Leaf seals
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2260/00—Function
- F05D2260/30—Retaining components in desired mutual position
- F05D2260/36—Retaining components in desired mutual position by a form fit connection, e.g. by interlocking
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2260/00—Function
- F05D2260/30—Retaining components in desired mutual position
- F05D2260/38—Retaining components in desired mutual position by a spring, i.e. spring loaded or biased towards a certain position
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2260/00—Function
- F05D2260/50—Kinematic linkage, i.e. transmission of position
- F05D2260/52—Kinematic linkage, i.e. transmission of position involving springs
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
본 발명은 가스 터빈의 여러 부품들 사이에 설치되어 가스 유출입을 방지하는 씰링 부재와 씰링 조립 상대 부재 사이에 삽입되는 리프 스프링 및 이를 포함하는 씰링 어셈블리에 관한 것으로,
본 발명의 실시예에 따른 리프 스프링은, 걸림홈이 형성된 씰링 부재와, 씰링 부재가 삽입되는 삽입 공간이 형성된 씰링 조립 상대 부재와, 삽입 공간에 삽입되며 씰링 부재와 씰링 조립 상대 부재 사이에 배치된다. 리프 스프링은, 만곡하게 형성된 바디부; 바디부의 단부에 일방향으로 형성되며 씰링 부재의 걸림홈에 끼워지는 걸림돌기; 걸림돌기와 반대 방향인 타방향으로 형성되며, 씰링 부재와 씰링 조립 상대 부재에 의해 바디부가 압착될 때, 씰링 조립 상대 부재의 일면과 접촉하면서 걸림돌기가 걸림홈에서 이탈되는 것을 방지하는 이탈 방지돌기;를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 리프 스프링은, 걸림홈이 형성된 씰링 부재와, 씰링 부재가 삽입되는 삽입 공간이 형성된 씰링 조립 상대 부재와, 삽입 공간에 삽입되며 씰링 부재와 씰링 조립 상대 부재 사이에 배치된다. 리프 스프링은, 만곡하게 형성된 바디부; 바디부의 단부에 일방향으로 형성되며 씰링 부재의 걸림홈에 끼워지는 걸림돌기; 걸림돌기와 반대 방향인 타방향으로 형성되며, 씰링 부재와 씰링 조립 상대 부재에 의해 바디부가 압착될 때, 씰링 조립 상대 부재의 일면과 접촉하면서 걸림돌기가 걸림홈에서 이탈되는 것을 방지하는 이탈 방지돌기;를 포함한다.
Description
본 발명은 가스 터빈의 여러 부품들 사이에 설치되어 가스 유출입을 방지하는 씰링 부재와 씰링 조립 상대 부재 사이에 삽입되는 리프 스프링 및 이를 포함하는 씰링 어셈블리에 관한 것이다.
터빈이란 증기, 가스와 같은 압축성 유체의 흐름을 이용하여 충동력 또는 반동력으로 회전력을 얻는 기계장치로, 증기를 이용하는 증기터빈 및 고온의 연소가스를 이용하는 가스터빈 등이 있다.
이 중, 가스터빈은 크게 압축기와 연소기와 터빈으로 구성된다. 상기 압축기는 공기를 도입하는 공기 도입구가 구비되고, 압축기 케이싱 내에 다수개의 압축기 베인과, 압축기 블레이드가 교대로 배치되어 있다.
연소기는 상기 압축기에서 압축된 압축 공기에 대하여 연료를 공급하고 버너로 점화함으로써 고온고압의 연소 가스가 생성된다.
터빈은 터빈 케이싱 내에 복수의 터빈 베인과, 터빈 블레이드가 교대로 배치되어 있다. 또한, 압축기와 연소기와 터빈 및 배기실의 중심부를 관통하도록 로터가 배치되어 있다.
로터는 양단부가 베어링에 의해 회전 가능하게 지지된다. 그리고, 로터에 복수의 디스크가 고정되어, 각각의 블레이드가 연결되는 동시에, 배기실측의 단부에 발전기 등의 구동축이 연결된다.
이러한 가스터빈은 4행정 기관의 피스톤과 같은 왕복운동 기구가 없기 때문에 피스톤-실린더와 같은 상호 마찰부분이 없어 윤활유의 소비가 극히 적으며 왕복운동기계의 특징인 진폭이 대폭 감소되고, 고속운동이 가능한 장점이 있다.
가스터빈의 작동에 대해서 간략하게 설명하면, 압축기에서 압축된 공기가 연료와 혼합되어 연소됨으로써 고온의 연소 가스가 만들어지고, 이렇게 만들어진 연소 가스는 터빈측으로 분사된다. 분사된 연소 가스가 상기 터빈 베인 및 터빈 블레이드를 통과하면서 회전력을 생성시키고, 이에 상기 로터가 회전하게 된다.
본 발명은 가스 터빈의 여러 부품들 사이에 설치되어 가스 유출입을 방지하는 씰링 부재와 씰링 조립 상대 부재 사이에 삽입되는 리프 스프링 및 이를 포함하는 씰링 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 리프 스프링은, 걸림홈이 형성된 씰링 부재와, 씰링 부재가 삽입되는 삽입 공간이 형성된 씰링 조립 상대 부재와, 삽입 공간에 삽입되며 씰링 부재와 씰링 조립 상대 부재 사이에 배치된다. 리프 스프링은, 만곡하게 형성된 바디부; 바디부의 단부에 일방향으로 형성되며 씰링 부재의 걸림홈에 끼워지는 걸림돌기; 걸림돌기와 반대 방향인 타방향으로 형성되며, 씰링 부재와 씰링 조립 상대 부재에 의해 바디부가 압착될 때, 씰링 조립 상대 부재의 일면과 접촉하면서 걸림돌기가 걸림홈에서 이탈되는 것을 방지하는 이탈 방지돌기;를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 리프 스프링에 있어서, 바디부는, 중앙이 기설정된 높이로 돌출되고 양 측단으로 갈수록 점점 높이가 낮아지도록 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 리프 스프링에 있어서, 걸림돌기는, 바디부의 단부에서 하방향으로 하나 이상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 리프 스프링에 있어서, 이탈 방지돌기는, 바디부의 단부에서 상방향으로 하나 이상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 리프 스프링에 있어서, 걸림돌기는 바디부의 단부에서 하방향으로 2개로 형성되며, 이탈 방지돌기는 2개의 걸림돌기 사이에 하나로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 씰링 어셈블리는, 걸림홈이 형성된 씰링 부재; 상기 씰링 부재가 삽입되는 삽입 공간이 형성된 씰링 조립 상대 부재; 상기 삽입 공간에 삽입되며 상기 씰링 부재와 상기 씰링 조립 상대 부재 사이에 배치되는 리프 스프링을 포함한다. 리프 스프링은, 만곡하게 형성된 바디부; 바디부의 단부에 일방향으로 형성되며 씰링 부재의 걸림홈에 끼워지는 걸림돌기; 걸림돌기와 반대 방향인 타방향으로 형성되며, 씰링 부재와 씰링 조립 상대 부재에 의해 바디부가 압착될 때, 씰링 조립 상대 부재의 일면과 접촉하면서 걸림돌기가 걸림홈에서 이탈되는 것을 방지하는 이탈 방지돌기;를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 씰링 어셈블리에 있어서, 바디부는, 중앙이 기설정된 높이로 돌출되고 양 측단으로 갈수록 점점 높이가 낮아지도록 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 씰링 어셈블리에 있어서, 걸림돌기는, 바디부의 단부에서 하방향으로 하나 이상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 씰링 어셈블리에 있어서, 이탈 방지돌기는, 바디부의 단부에서 상방향으로 하나 이상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 씰링 어셈블리에 있어서, 걸림돌기는 바디부의 단부에서 하방향으로 2개로 형성되며, 이탈 방지돌기는 2개의 걸림돌기 사이에 하나로 형성될 수 있다.
기타 본 발명의 다양한 측면에 따른 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 가스 터빈의 여러 부품들 사이에서의 씰링을 향상시켜서 전체적으로 가스 터빈의 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈의 내부가 도시된 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈의 단면을 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 리프 스프링이 적용되는 터빈의 일부가 확대 도시된 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 리프 스프링이 씰링 부재 및 씰링 조립 상대 부재 사이에 삽입된 상태가 도시된 도면이다.
도 5는 도 4의 B 부분이 확대 도시된 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 리프 스프링이 도시된 사시도이다.
도 7은 비교예로서의 리프 스프링이 도시된 사시도이다.
도 8은 도 7의 리프 스프링이 가지는 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 리프 스프링의 설치 상태가 도시된 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈의 단면을 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 리프 스프링이 적용되는 터빈의 일부가 확대 도시된 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 리프 스프링이 씰링 부재 및 씰링 조립 상대 부재 사이에 삽입된 상태가 도시된 도면이다.
도 5는 도 4의 B 부분이 확대 도시된 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 리프 스프링이 도시된 사시도이다.
도 7은 비교예로서의 리프 스프링이 도시된 사시도이다.
도 8은 도 7의 리프 스프링이 가지는 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 리프 스프링의 설치 상태가 도시된 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈의 내부가 도시된 도면이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈의 단면을 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈(1)은 압축기(10), 연소기(20), 터빈(30)을 포함한다. 압축기(10)는 유출입되는 공기를 고압으로 압축하는 역할을 하며, 압축된 공기를 연소기 측으로 전달한다. 압축기(10)는 방사상으로 설치된 다수의 압축기 블레이드를 구비하며, 터빈(30)의 회전으로부터 생성된 동력의 일부를 전달받아 압축기 블레이드가 회전하며, 블레이드의 회전에 의해 공기가 압축되면서 연소기(20) 측으로 이동한다. 블레이드의 크기 및 설치 각도는 설치 위치에 따라 달라질 수 있다.
압축기(10)에서 압축된 공기는 연소기(20)로 이동하여 환형으로 배치된 복수의 연소 챔버와 연료 노즐 모듈(22)을 통해 연료와 혼합하여 연소된다. 연소로 인해 발생된 고온의 연소 가스는 터빈(30)으로 배출되며, 연소 가스에 의해 터빈이 회전하게 된다.
터빈(30)은 터빈 로터 디스크(300)를 축방향으로 결합하는 센터 타이로드(400)를 통해 다단으로 배열된다. 터빈 로터 디스크(300)는 방사상으로 배치되는 복수 개의 터빈 블레이드(100)를 포함한다. 터빈 블레이드(100)는 도브테일 등의 방식으로 터빈 로터 디스크(300)에 결합될 수 있다. 아울러, 터빈 블레이드(100)의 사이에도 하우징에 고정되는 터빈 베인(200)이 구비되어, 터빈 블레이드(100)를 통과한 연소 가스의 흐름 방향을 가이드하게 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 터빈(30)은 터빈 베인(200)과 터빈 블레이드(100)가 가스 터빈(1)의 축 방향을 따라 n개씩 교대로 배열될 수 있다. 고온의 연소가스는 축 방향을 따라 터빈 베인(200) 및 터빈 블레이드(100)를 통과하고 터빈 블레이드(100)를 회전시킨다.
이러한 가스 터빈의 여러 부품들 사이에는 가스(압축 공기)의 유출입 유출을 방지하기 위한 다양한 씰링 부재들이 설치된다. 씰링 부재들은 씰링 조립 상대 부재에 삽입되어 설치된다. 이하의 설명에서, 터빈 블레이드(100)와 터빈 베인(200) 사이의 씰링을 예시로 하여 설명하나, 본 발명의 적용 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 리프 스프링이 적용되는 터빈의 일부가 확대 도시된 단면도로서, 도 2의 A 부분이 확대 도시된 도면이다.
도 3을 참조하면, 터빈 블레이드(100)의 하부에는 블레이드 루트부재(110)가 형성되고, 블레이드 루트부재(110)의 측면에는 수평 방향으로 연장 형성된 씰링 윙(120)이 형성된다. 또한, 터빈 베인(200)의 하부에는 터빈 베인 이너 슈라우드(210)가 형성되고, 터빈 베인 이너 슈라우드(210)의 측면에는 수평 방향으로 연장 형성된 씰링 플레이트(220)가 형성된다. 씰링 플레이트(220)는 씰링 윙(120)과 소정 간격 이격되어 갭(G)을 형성한다. 갭(G)을 통해 가스가 유출입되므로, 갭(G)에는 씰링 부재가 설치된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 리프 스프링(Leaf Spring)이 씰링 부재 및 씰링 조립 상대 부재 사이에 삽입된 상태가 도시된 도면이다.
도 4를 참조하면, 씰링 플레이트(220)에는 씰링 부재(230)가 삽입될 수 있는 삽입 공간(221)이 형성되고, 씰링 부재(230)는 삽입 공간(221)에 삽입된다. 씰링 부재(230)는 갭(G)을 통한 가스 유출입을 차단하는 소정의 형상을 가진다. 삽입 공간(221)과 씰링 부재(230)는 원주 방향으로 연장 형성되어 전체적으로 환형 고리 형상을 가진다. 이 경우, 씰링 플레이트(220)가 씰링 조립 상대 부재가 된다. 물론, 가스 터빈의 여러 부품들 중 씰링 부재가 삽입되는 모든 부품이 씰링 조립 상대 부재가 될 수 있다.
한편, 씰링 조립 상대 부재와 씰링 부재 사이에는 조립의 편의성을 위해 리프 스프링(1000)이 배치되는데, 리프 스프링은 다음의 조건을 만족시킬 필요가 있다.
① 씰링 부재와의 조립시 리프 스프링은 분리되지 않아야 함
② 조립된 씰링 부재와 리프 스프링을 씰링 조립 상대 부재에 배치한 후, 리프 스프링이 씰링 부재로부터 분리되지 않아야 함
이에 대해, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다. 도 5는 도 4의 B 부분이 확대 도시된 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 리프 스프링이 도시된 사시도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 리프 스프링(1000)은, 바디부(1100), 걸림돌기(1200), 이탈 방지돌기(1300)를 포함한다. 이러한 리프 스프링(1000)은 삽입 공간(221) 내에서 씰링 부재(230)와 씰링 조립 상대 부재(예를 들어, 씰링 플레이트(220), 이하 부호 220은 씰링 조립 상대 부재를 지칭하기도 함) 사이에 배치된다.
바디부(1100)는 전체적으로 만곡된 바아(bar) 형상으로 형성된다. 바디부(1100)는 중앙이 기설정된 높이로 돌출되고, 양 측단으로 갈수록 점점 높이가 낮아지도록 형성된다. 여기서, "기설정된 높이"는 씰링 조립 상대 부재와 씰링 부재에 따라 설정되는 것으로, 가스 터빈의 부품들마다 다르게 설정될 수 있다.
바디부(1100) 단부의 일방향에는 걸림돌기(1200)가 형성된다. 예를 들어, 걸림돌기(1200)는 바디부(1100)의 단부에서 하방향으로 형성될 수 있다. 걸림돌기(1200)는 바디부(1100)의 단부에서 하나 이상으로 형성될 수 있다. 도면에서는 2개의 걸림돌기(1200)가 형성된 것을 예시한다. 걸림돌기(1200)는 씰링 부재(230)에 형성된 걸림홈(231)에 끼워진다.
바디부(1100) 단부의 타방향에는 이탈 방지돌기(1300)가 형성된다. 예를 들어, 이탈 방지돌기(1300)는 바디부(1100)의 단부에서 상방향으로 형성될 수 있다. 이탈 방지돌기(1300)는 바디부(1100)의 단부에서 하나 이상으로 형성될 수 있다. 도면에서는 하방향으로 형성된 2개의 걸림돌기(1200) 사이에 하나의 이탈 방지돌기(1300)가 형성된 것을 예시한다.
도 7은 비교예로서의 리프 스프링이 도시된 사시도이고, 도 8은 도 7의 리프 스프링이 가지는 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 비교예로서의 리프 스프링(R)은 바디부(1100)와 걸림돌기(1200)를 포함하나, 이탈 방지돌기(1300)를 포함하지는 않는다.
도 8을 참조하면, 이러한 비교예로서의 리프 스프링(R)은 씰링 부재(230)와의 조립시 리프 스프링은 분리되지 않을 수 있다.
그러나, 조립된 씰링 부재(230)와 리프 스프링(R)을 씰링 조립 상대 부재(220)의 삽입 공간에 압착 배치할 때, 압착력에 대한 반작용으로 걸림돌기(1200)가 상방향으로 이동하여 걸림홈(231)으로부터 이탈하게 되고, 이후에 리프 스프링(R)은 씰링 부재(230)의 상면에서 슬라이딩될 수 있다. 또는, 배치시에는 걸림돌기(1200)가 이탈하지 않더라도, 가스 터빈 운전 중에 발생하는 진동에 의해 걸림홈(231)으로부터 이탈할 수 있다. 즉, 전술한 리프 스프링의 조건 중 ①은 만족하나, ②는 만족하지 않을 수 있다. 그 결과, 가스 터빈의 여러 부품들 사이의 씰링 불량이 발생하여 전체적으로 가스 터빈의 효율이 저하될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 리프 스프링의 설치 상태가 도시된 도면이다.
도 9를 참조하면, 리프 스프링(1000)은 씰링 부재(230)와의 조립시 분리되지 않고 고정된다. 또한, 조립된 씰링 부재(230)와 리프 스프링(1000)을 씰링 조립 상대 부재(220)의 삽입 공간에 압착 배치할 때, 압착력에 대한 반작용으로 걸림돌기(1200)가 상방향 이동력을 받더라도, 이탈 방지돌기(1300)가 씰링 조립 상대 부재(220)의 삽입 공간 내벽에 접촉하면서 걸림돌기(1200)의 이동을 제한하게 된다. 그 결과, 배치시의 걸림돌기(1200) 이탈을 방지할 수 있게 된다. 따라서, 가스 터빈의 여러 부품들 사이에서의 씰링을 향상시켜서 전체적으로 가스 터빈의 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 전술한 설명에서, 리프 스프링(1000) 단품에 대해 설명하였으나, 가스 터빈 설계시에 씰링 조립 상대 부재(220)와 씰링 부재(230), 그리고 리프 스프링(1000)은 함께 설계될 수 있다.
즉, 씰링 조립 상대 부재(220)가 정해지면 이에 따라 적합한 형상 및 크기를 갖는 씰링 부재(230)가 설계될 수 있고, 씰링 조립 상대 부재(220)와 씰링 부재(230) 사이에 배치될 적합한 형상 및 크기를 갖는 리프 스프링(1000)이 설계될 수 있다. 이러한, 씰링 조립 상대 부재(220)와 씰링 부재(230), 그리고 리프 스프링(1000)은 씰링 어셈블리를 구성할 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
1000 : 리프 스프링
1100 : 바디부
1200 : 걸림돌기 1300 : 이탈 방지돌기
220 : 씰링 조립 상대 부재 230 : 씰링 부재
1200 : 걸림돌기 1300 : 이탈 방지돌기
220 : 씰링 조립 상대 부재 230 : 씰링 부재
Claims (10)
- 걸림홈이 형성된 씰링 부재와, 상기 씰링 부재가 삽입되는 삽입 공간이 형성된 씰링 조립 상대 부재와, 상기 삽입 공간에 삽입되며 상기 씰링 부재와 상기 씰링 조립 상대 부재 사이에 배치되며,
만곡하게 형성된 바디부;
상기 바디부의 단부에 일방향으로 형성되며 상기 씰링 부재의 걸림홈에 끼워지는 걸림돌기;
상기 걸림돌기와 반대 방향인 타방향으로 형성되며, 상기 씰링 부재와 상기 씰링 조립 상대 부재에 의해 상기 바디부가 압착될 때, 상기 씰링 조립 상대 부재의 일면과 접촉하면서 상기 걸림돌기가 상기 걸림홈에서 이탈되는 것을 방지하는 이탈 방지돌기;
를 포함하는, 리프 스프링.
- 청구항 1에 있어서, 상기 바디부는,
중앙이 기설정된 높이로 돌출되고 양 측단으로 갈수록 점점 높이가 낮아지도록 형성되는, 리프 스프링.
- 청구항 1에 있어서, 상기 걸림돌기는,
상기 바디부의 단부에서 하방향으로 하나 이상으로 형성되는, 리프 스프링.
- 청구항 1에 있어서, 상기 이탈 방지돌기는,
상기 바디부의 단부에서 상방향으로 하나 이상으로 형성되는, 리프 스프링.
- 청구항 1에 있어서,
상기 걸림돌기는 상기 바디부의 단부에서 하방향으로 2개로 형성되며,
상기 이탈 방지돌기는 2개의 걸림돌기 사이에 하나로 형성되는,
리프 스프링.
- 걸림홈이 형성된 씰링 부재;
상기 씰링 부재가 삽입되는 삽입 공간이 형성된 씰링 조립 상대 부재; 및,
상기 삽입 공간에 삽입되며 상기 씰링 부재와 상기 씰링 조립 상대 부재 사이에 배치되는 리프 스프링을 포함하며,
상기 리프 스프링은,
만곡하게 형성된 바디부;
상기 바디부의 단부에 일방향으로 형성되며 상기 씰링 부재의 걸림홈에 끼워지는 걸림돌기;
상기 걸림돌기와 반대 방향인 타방향으로 형성되며, 상기 씰링 부재와 상기 씰링 조립 상대 부재에 의해 상기 바디부가 압착될 때, 상기 씰링 조립 상대 부재의 일면과 접촉하면서 상기 걸림돌기가 상기 걸림홈에서 이탈되는 것을 방지하는 이탈 방지돌기;
를 포함하는, 씰링 어셈블리.
- 청구항 6에 있어서, 상기 바디부는,
중앙이 기설정된 높이로 돌출되고 양 측단으로 갈수록 점점 높이가 낮아지도록 형성되는, 씰링 어셈블리.
- 청구항 6에 있어서, 상기 걸림돌기는,
상기 바디부의 단부에서 하방향으로 하나 이상으로 형성되는, 씰링 어셈블리.
- 청구항 6에 있어서, 상기 이탈 방지돌기는,
상기 바디부의 단부에서 상방향으로 하나 이상으로 형성되는, 씰링 어셈블리.
- 청구항 6에 있어서,
상기 걸림돌기는 상기 바디부의 단부에서 하방향으로 2개로 형성되며,
상기 이탈 방지돌기는 2개의 걸림돌기 사이에 하나로 형성되는,
씰링 어셈블리.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210170002A KR20230082253A (ko) | 2021-12-01 | 2021-12-01 | 리프 스프링 및 이를 포함하는 씰링 어셈블리 |
US18/058,900 US11913384B1 (en) | 2021-12-01 | 2022-11-28 | Leaf spring and sealing assembly including same |
EP22210553.8A EP4191028A1 (en) | 2021-12-01 | 2022-11-30 | Leaf spring and sealing assembly including same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210170002A KR20230082253A (ko) | 2021-12-01 | 2021-12-01 | 리프 스프링 및 이를 포함하는 씰링 어셈블리 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20230082253A true KR20230082253A (ko) | 2023-06-08 |
Family
ID=84367379
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020210170002A KR20230082253A (ko) | 2021-12-01 | 2021-12-01 | 리프 스프링 및 이를 포함하는 씰링 어셈블리 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11913384B1 (ko) |
EP (1) | EP4191028A1 (ko) |
KR (1) | KR20230082253A (ko) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101920693B1 (ko) | 2016-12-21 | 2019-02-13 | 두산중공업 주식회사 | 가스유입 방지를 위한 실링부재를 포함하는 터빈. |
Family Cites Families (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2786648A (en) * | 1950-04-04 | 1957-03-26 | United Aircraft Corp | Blade locking device |
GB691380A (en) | 1950-07-01 | 1953-05-13 | Power Jets Res & Dev Ltd | Improvements relating to bladed rotors for compressors, turbines or like apparatus |
US5374068A (en) * | 1991-05-07 | 1994-12-20 | General Electric Co. | Method for providing uniform radial clearance of labyrinth seals between rotating and stationary components |
US5181308A (en) | 1991-07-22 | 1993-01-26 | Westinghouse Electric Corp. | Method for installing annular seals |
US6022027A (en) * | 1997-12-18 | 2000-02-08 | General Electric Co. | Variable clearance packing ring with clips for preventing circumferential displacement |
JP2002536613A (ja) | 1999-02-11 | 2002-10-29 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 円周方向変位を防止するクリップを有する可変クリアランス・パッキングリング |
US6331006B1 (en) * | 2000-01-25 | 2001-12-18 | General Electric Company | Brush seal mounting in supporting groove using flat spring with bifurcated end |
US6786488B2 (en) | 2002-07-18 | 2004-09-07 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Seal structure, turbine having the same, and leak-preventing seal system for rotating shaft |
US6935634B2 (en) * | 2003-05-08 | 2005-08-30 | General Electric Company | Steam turbine packing spring |
DE102004006706A1 (de) | 2004-02-11 | 2005-08-25 | Mtu Aero Engines Gmbh | Dämpfungsanordnung für Leifschaufeln |
FR2915510B1 (fr) | 2007-04-27 | 2009-11-06 | Snecma Sa | Amortisseur pour aubes de turbomachines |
JP2009108918A (ja) | 2007-10-30 | 2009-05-21 | Toshiba Corp | 回転機械のシール装置および回転機械 |
JP5123802B2 (ja) | 2008-09-16 | 2013-01-23 | 矢崎総業株式会社 | コネクタ |
EP2562356A1 (de) | 2011-08-24 | 2013-02-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Schaufelanordnung |
DE112013000584T5 (de) | 2012-02-20 | 2014-10-23 | Borgwarner Inc. | Lagergehäuse eines Abgasturboladers |
KR101327861B1 (ko) | 2013-06-28 | 2013-11-11 | 조정봉 | 오일 디플렉터 |
JP2016156421A (ja) | 2015-02-24 | 2016-09-01 | 株式会社東芝 | ラビリンスシール装置、ターボ機械 |
US9822668B2 (en) * | 2015-04-27 | 2017-11-21 | United Technologies Corporation | Blade outer air seal spring clips |
KR101572907B1 (ko) * | 2015-05-27 | 2015-12-11 | 조정봉 | 터빈용 플랙시블 패킹링 |
KR200487211Y1 (ko) | 2017-07-31 | 2018-08-22 | 한전케이피에스 주식회사 | 가스터빈 외함 판넬 연결부 마감용 조인트 시일재 |
KR102038112B1 (ko) | 2017-10-13 | 2019-10-29 | 두산중공업 주식회사 | 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈 |
KR20210106658A (ko) | 2020-02-21 | 2021-08-31 | 두산중공업 주식회사 | 씰링 어셈블리 및 이를 포함하는 가스터빈 |
-
2021
- 2021-12-01 KR KR1020210170002A patent/KR20230082253A/ko active IP Right Grant
-
2022
- 2022-11-28 US US18/058,900 patent/US11913384B1/en active Active
- 2022-11-30 EP EP22210553.8A patent/EP4191028A1/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101920693B1 (ko) | 2016-12-21 | 2019-02-13 | 두산중공업 주식회사 | 가스유입 방지를 위한 실링부재를 포함하는 터빈. |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP4191028A1 (en) | 2023-06-07 |
US11913384B1 (en) | 2024-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6854736B2 (en) | Seal assembly for a rotary machine | |
US11181003B2 (en) | First-stage turbine vane supporting structure and gas turbine including same | |
KR102400013B1 (ko) | 터빈 블레이드의 씰 조립구조와 이를 포함하는 가스 터빈 및 터빈 블레이드의 씰 조립방법 | |
KR102028591B1 (ko) | 터빈 베인 조립체 및 이를 포함하는 가스터빈 | |
KR102035657B1 (ko) | 터빈 장치 | |
ITUA20164308A1 (it) | Assieme a geometria variabile per turbomacchina e turbomacchina comprendente detto assieme | |
KR102027199B1 (ko) | 가변 베인 구동장치 및 이를 포함하는 가스터빈 | |
KR20230082253A (ko) | 리프 스프링 및 이를 포함하는 씰링 어셈블리 | |
KR20230109879A (ko) | 블레이드 고정 조립체, 이를 포함하는 가스 터빈 및 가스 터빈 제조 방법 | |
KR102152414B1 (ko) | 터빈 베인 지지 구조체 및 터빈 베인 및 이를 포함하는 가스 터빈 | |
KR101937578B1 (ko) | 터빈의 씰링구조체 및 이를 포함하는 터빈 및 가스터빈 | |
KR102343928B1 (ko) | 압축기 베인 슈라우드 조립체 및 이를 포함하는 가스 터빈 | |
KR102205571B1 (ko) | 터빈 로터 디스크에 대한 터빈 블레이드의 고정 및 실링 구조 | |
KR102084162B1 (ko) | 터빈 스테이터, 터빈 및 이를 포함하는 가스터빈 | |
KR102285682B1 (ko) | 가스터빈의 스트럿 구조체, 이를 포함하는 배기 디퓨저 및 가스터빈 | |
KR20240093018A (ko) | 판스프링 및 이를 포함하는 밀폐 모듈 | |
KR102261099B1 (ko) | 블레이드 결합구조 및 이를 포함하는 터빈장치 | |
KR102187958B1 (ko) | 블레이드 및 이를 구비하는 압축기 및 가스터빈, 블레이드 성형 보수 방법 | |
CN108952822B (zh) | 导叶组件及包括其的燃气轮机 | |
KR102031935B1 (ko) | 씰플레이트, 이를 포함하는 터빈 및 가스터빈 | |
KR20230109881A (ko) | 블레이드 고정 조립체, 이를 포함하는 가스 터빈 및 가스 터빈 제조 방법 | |
KR20230108130A (ko) | 터빈 블레이드 팁 씰링장치 및 이를 포함하는 가스 터빈 | |
KR20230119500A (ko) | 블레이드 고정 조립체, 이를 포함하는 가스 터빈 및 가스 터빈 제조 방법 | |
KR20230109882A (ko) | 블레이드 고정 조립체, 이를 포함하는 가스 터빈 및 가스 터빈 제조 방법 | |
KR20230109880A (ko) | 블레이드 고정 조립체, 이를 포함하는 가스 터빈 및 가스 터빈 제조 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right |