刷式密封組件的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種刷式密封組件，更詳細地涉及一種將渦輪機的固定翼和轉子之間間隙進行密封(sealing)的刷式密封組件。
【背景技術】
[0002]禍輪機(turbine)是將氣體或蒸汽(steam)等流體的熱能轉換為作為機械能的旋轉力的動力產生裝置，所述渦輪機包括??轉子(rotor)，其具備多個旋轉翼(bucket)，以便通過流體進行軸旋轉；殼體(casing)，其以包裹轉子的周圍的方式進行設置，并且具備多個固定翼(diaphram)。
[0003]在此，燃氣渦輪(gas turbine)包括壓縮機、燃燒器及渦輪機，通過所述壓縮機的旋轉使得外部空氣吸入，壓縮后提供至燃燒器，在燃燒器中通過壓縮空氣和燃料的混合實現燃燒。在燃燒器中產生的高溫高壓的氣體通過渦輪機的同時，對渦輪機的轉子進行旋轉，從而對發電機進行驅動。
[0004]在蒸汽渦輪機的情況下，將高壓渦輪機、中壓渦輪機及低壓渦輪機以串聯或并聯的方式連接，從而使得轉子進行旋轉，但是在以串聯結構構成的情況下，高壓渦輪機、中壓渦輪機及低壓渦輪機共有一個轉子。
[0005]在蒸汽渦輪機中，各個渦輪機以殼體內部的轉子為中心具備固定翼和旋轉翼，并且蒸汽在通過固定翼和旋轉翼的同時，對轉子進行旋轉，從而對發電機進行驅動。
[0006]所述氣體渦輪機和蒸汽渦輪機的結構為，相對于固定體(例如，固定翼)旋轉體(例如，轉子)進行旋轉，因此在固定體和旋轉體之間間隙產生高溫高壓的流體泄漏，所述的流體泄漏成為由于動力損失而使得能源效應降低的原因，因此一直致力于減少所述旋轉體和固定體之間間隙所產生的流體泄漏。
[0007]為了使得流體泄漏最小化，優先地使得固定體和旋轉體之間的間隙最小化，但是在縮小間隙時也存在根據各種制約的限制。
[0008]例如，間隙過于小的情況下，當旋轉體軸旋轉時，旋轉體和固定體彼此產生干擾，從而由于摩擦(rubbing)而產生震動，其對機械產生重大的損傷。
[0009]另外，蒸汽渦輪機因為從鍋爐(boiler)流入的高溫的蒸汽對旋轉體和固定體施加熱，所以運轉及啟動停止時隨著位置膨脹或收縮至數毫米(_)到數十毫米(_)。此時，旋轉體和固定體不僅因材料特性的不同而不同程度地膨脹，而且根據渦輪機的結構而膨脹的方向也不同，從而在旋轉體和固定體運轉時產生干擾，進而產生摩擦。
[0010]現有技術中，通常使用迷宮式密封(labyrinth seal)而進行密封(sealing)，但是最近正開發以如下形態進行密封的技術:使用在迷宮式密封上結合刷子(brush)的刷式密封(brush seal)，消除固定體和旋轉體之間間隙，從而相互柔和接觸。
[0011]圖1是表示在蒸汽渦輪機的固定體和旋轉體之間間隙適用迷宮式密封I和刷式密封2的一個例子的圖，固定體包括殼體3和固定翼4，旋轉體包括轉子5和旋轉翼6。
[0012]固定翼4固定結合于殼體3，鄰接于旋轉翼6，旋轉翼6以鄰接于固定翼4的狀態與轉子5 —體地進行軸旋轉。
[0013]此時，在固定翼4和旋轉翼6之間的間隙及固定翼4和轉子5之間的間隙需要實現氣密性的密封。
[0014]圖2是表示美國登記專利US6，790, 001 (專利文獻I)中所公開的刷式密封，在密封(sealring)40的底面具備迷宮式密封50和刷式密封42，并且刷子44的末端部52接觸于轉子14外周面的例子的圖。
[0015]在此，刷式密封42包括刷子44和一對平板(plate) 46、48，所述一對平板46、48配置于刷子44的前后兩側，從而支撐刷子44，為了防止平板46、48和轉子14接觸時產生熱，平板46、48的末端部從轉子14的外周面分離而設置。
[0016]此時，存在如下問題:如果平板46、48的末端部和轉子14之間的間距遠，則使得泄漏至其之間的流體量增加，如果間距窄，則由于平板46、48和轉子14的摩擦(rubbing)而產生熱和震動。
[0017][先行技術文獻]
[0018][專利文獻]
[0019](專利文獻1)US6790001B2(2004.9.14 登記)
【發明內容】
[0020]本發明是為了解決所述問題而提出，本發明的一個實施例的目的在于，提供一種刷式密封組件，其可減少由于與轉子的摩擦而產生的熱和磨損。
[0021]本發明的一個實施例的另一個目的在于，提供一種刷式密封組件，其可通過提高密封效果來使得渦輪機效率增大。
[0022]本發明的一個實施例的又另一個目的在于，提供一種刷式密封組件，其為簡單的構成，從而易于組裝，具有價格競爭力。
[0023]根據本發明的第一實施例的刷式密封組件，包括:
[0024]刷子，其一端插入于固定翼的與轉子面對的面，另一端向所述轉子方向凸出；支撐條(strip)，其一側端部以與所述刷子的一側間隔的方式固定，另一側端部支撐所述刷子的一側。
[0025]所述刷子的一端插入于刷子插入槽，所述刷子插入槽形成于所述固定翼的與所述轉子面對的面，所述支撐條的一側端部插入于支撐條插入槽，所述支撐條插入槽以與所述刷子插入槽的一側間隔的方式形成。
[0026]所述支撐條包括:插入部，其插入于所述支撐條插入槽；延長部，其從所述插入部的一端沿著所述刷子方向延長；支撐部，其從所述延長部的一端進行彎曲，從而支撐所述刷子的一側。
[0027]在所述支撐部形成至少一個以上的曲折部。
[0028]所述刷子插入槽包括:第一插入槽，其插入有所述刷子的一端；第二插入槽，其從所述第一插入槽以比所述第一插入槽窄的寬度向所述轉子方向延長而形成。
[0029]在所述第二插入槽的與所述刷子面對的面形成段差部，從而在所述刷子和所述段差部之間形成規定的縫隙。
[0030]根據本發明的第二實施例的刷式密封組件包括:刷子，其一端插入于固定翼的與轉子面對的面，另一端向所述轉子方向凸出；第一支撐條，其支撐所述刷子的一側；第一錨定(anchoring)部件，其支撐所述刷子的另一側；以及第二支撐條，其一側端部以與所述刷子的一側間隔的方式固定，另一側端部支撐所述刷子的一側。
[0031]所述刷子和所述第一支撐條的一端插入于刷子插入槽，所述刷子插入槽形成于所述固定翼的與所述轉子面對的面，并且所述第二支撐條的一側端部插入于第二支撐條插入槽，所述第二支撐條插入槽以與所述刷子插入槽的一側間隔的方式形成。
[0032]為了將所述第二支撐條固定于所述第二支撐條插入槽內，進一步包括第二錨定部件，所述第二錨定部件壓入于所述第二支撐條插入槽。
[0033]所述第一支撐條包括:第一支撐部，其支撐所述刷子的一側面；拱形(round)部，其以從所述第一支撐部的一端包裹所述刷子的一端的方式形成；第一延長部，其以從所述拱形部的一端覆蓋所述刷子的另一側面一部分的方式延長。
[0034]所述第二支撐條包括:插入部，其插入于所述第二支撐條插入槽；第二延長部，其從所述插入部的一端向所述刷子方向延長；第二支撐部，其從所述第二延長部的一端彎曲，從而支撐所述刷子的一側。
[0035]根據本發明的第三實施例的刷式密封組件包括:刷子，其一端插入于固定翼的一偵牝另一端向所述轉子方向凸出；支撐條，其支撐所述刷子的一側；以及輔助條，其包裹所述刷子和所述支撐條的周圍。
[0036]所述輔助條的中間部插入于刷子插入槽，所述刷子插入槽形成于所述固定翼的底面，所述輔助條的兩側分別插入于輔助條插入槽，所述輔助條插入槽形成于所述刷子插入槽的兩側。
[0037]所述輔助條沿著所述刷子插入槽的內壁和所述輔助條插入槽的內壁及所述固定翼的底面而緊貼。
[0038]所述輔助條包括:第一插入部，其插入于所述刷子插入槽；第二插入部，其插入于所述輔助條插入槽；連接部，其連接所述第一插入部的兩端和所述第二插入部的一端；翼部，其從所述第二插入部的另一端向所述轉子方向延長而形成。
[0039]將錨定部件壓入于所述輔助條插入槽，以便使得所述輔助條的一側固定于所述輔助條插入槽內。
[0040]所述支撐條包括:支撐部，其支撐所述刷子的一側面；拱形部，其以從所述支撐部的一端包裹所述刷子的一端的方式形成。
[0041]所述支撐條的所述拱形部由具有彈性恢復力的材料構成。
[0042]所述支撐條的所述支撐部由彈性材料形成，以便在長度方向保持彈性恢復力。
[0043]所述翼部由保持彈性恢復力的彈性材料構成。
[0044]所述翼部包括:第一彈性部，其從下端朝上部延長；第二彈性部，其從所述第一彈性部的上端向橫向方向延長。
[0045]所述錨定部件包括:錨定主體，其具有與所述輔助條插入槽對應的形狀，并被插入；錨定延長部，其以緊貼于輔助條的狀態從所述錨定主體向下側延長。
[0046]通過根據本發明的一個實施例的刷式密封組件，較薄厚度的支撐條支撐刷子的一面，因此與現有技術相比，具有如下效果:能夠減少因與轉子的摩擦而產生的熱和磨損。
[0047]縮小支撐刷子的支撐條和轉子之間間距，從而使得流體泄漏最小化，進而可提高密封效果及渦輪機效率。
[0048]作為簡單的結構，可提供易于組裝且價格低廉的刷式密封組件。
【附圖說明】
[0049]圖1是表示在蒸汽渦輪機的固定體和旋轉體之間間隙適用迷宮式密封和刷式密封的一個例子