刷式密封组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种刷式密封组件，更详细地涉及一种将涡轮机的固定翼和转子之间间隙进行密封(sealing)的刷式密封组件。
【背景技术】
[0002]祸轮机(turbine)是将气体或蒸汽(steam)等流体的热能转换为作为机械能的旋转力的动力产生装置，所述涡轮机包括??转子(rotor)，其具备多个旋转翼(bucket)，以便通过流体进行轴旋转；壳体(casing)，其以包裹转子的周围的方式进行设置，并且具备多个固定翼(diaphram)。
[0003]在此，燃气涡轮(gas turbine)包括压缩机、燃烧器及涡轮机，通过所述压缩机的旋转使得外部空气吸入，压缩后提供至燃烧器，在燃烧器中通过压缩空气和燃料的混合实现燃烧。在燃烧器中产生的高温高压的气体通过涡轮机的同时，对涡轮机的转子进行旋转，从而对发电机进行驱动。
[0004]在蒸汽涡轮机的情况下，将高压涡轮机、中压涡轮机及低压涡轮机以串联或并联的方式连接，从而使得转子进行旋转，但是在以串联结构构成的情况下，高压涡轮机、中压涡轮机及低压涡轮机共有一个转子。
[0005]在蒸汽涡轮机中，各个涡轮机以壳体内部的转子为中心具备固定翼和旋转翼，并且蒸汽在通过固定翼和旋转翼的同时，对转子进行旋转，从而对发电机进行驱动。
[0006]所述气体涡轮机和蒸汽涡轮机的结构为，相对于固定体(例如，固定翼)旋转体(例如，转子)进行旋转，因此在固定体和旋转体之间间隙产生高温高压的流体泄漏，所述的流体泄漏成为由于动力损失而使得能源效应降低的原因，因此一直致力于减少所述旋转体和固定体之间间隙所产生的流体泄漏。
[0007]为了使得流体泄漏最小化，优先地使得固定体和旋转体之间的间隙最小化，但是在缩小间隙时也存在根据各种制约的限制。
[0008]例如，间隙过于小的情况下，当旋转体轴旋转时，旋转体和固定体彼此产生干扰，从而由于摩擦(rubbing)而产生震动，其对机械产生重大的损伤。
[0009]另外，蒸汽涡轮机因为从锅炉(boiler)流入的高温的蒸汽对旋转体和固定体施加热，所以运转及启动停止时随着位置膨胀或收缩至数毫米(_)到数十毫米(_)。此时，旋转体和固定体不仅因材料特性的不同而不同程度地膨胀，而且根据涡轮机的结构而膨胀的方向也不同，从而在旋转体和固定体运转时产生干扰，进而产生摩擦。
[0010]现有技术中，通常使用迷宫式密封(labyrinth seal)而进行密封(sealing)，但是最近正开发以如下形态进行密封的技术:使用在迷宫式密封上结合刷子(brush)的刷式密封(brush seal)，消除固定体和旋转体之间间隙，从而相互柔和接触。
[0011]图1是表示在蒸汽涡轮机的固定体和旋转体之间间隙适用迷宫式密封I和刷式密封2的一个例子的图，固定体包括壳体3和固定翼4，旋转体包括转子5和旋转翼6。
[0012]固定翼4固定结合于壳体3，邻接于旋转翼6，旋转翼6以邻接于固定翼4的状态与转子5 —体地进行轴旋转。
[0013]此时，在固定翼4和旋转翼6之间的间隙及固定翼4和转子5之间的间隙需要实现气密性的密封。
[0014]图2是表示美国登记专利US6，790, 001 (专利文献I)中所公开的刷式密封，在密封(sealring)40的底面具备迷宫式密封50和刷式密封42，并且刷子44的末端部52接触于转子14外周面的例子的图。
[0015]在此，刷式密封42包括刷子44和一对平板(plate) 46、48，所述一对平板46、48配置于刷子44的前后两侧，从而支撑刷子44，为了防止平板46、48和转子14接触时产生热，平板46、48的末端部从转子14的外周面分离而设置。
[0016]此时，存在如下问题:如果平板46、48的末端部和转子14之间的间距远，则使得泄漏至其之间的流体量增加，如果间距窄，则由于平板46、48和转子14的摩擦(rubbing)而产生热和震动。
[0017][先行技术文献]
[0018][专利文献]
[0019](专利文献1)US6790001B2(2004.9.14 登记)
【发明内容】
[0020]本发明是为了解决所述问题而提出，本发明的一个实施例的目的在于，提供一种刷式密封组件，其可减少由于与转子的摩擦而产生的热和磨损。
[0021]本发明的一个实施例的另一个目的在于，提供一种刷式密封组件，其可通过提高密封效果来使得涡轮机效率增大。
[0022]本发明的一个实施例的又另一个目的在于，提供一种刷式密封组件，其为简单的构成，从而易于组装，具有价格竞争力。
[0023]根据本发明的第一实施例的刷式密封组件，包括:
[0024]刷子，其一端插入于固定翼的与转子面对的面，另一端向所述转子方向凸出；支撑条(strip)，其一侧端部以与所述刷子的一侧间隔的方式固定，另一侧端部支撑所述刷子的一侧。
[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与所述转子面对的面，所述支撑条的一侧端部插入于支撑条插入槽，所述支撑条插入槽以与所述刷子插入槽的一侧间隔的方式形成。
[0026]所述支撑条包括:插入部，其插入于所述支撑条插入槽；延长部，其从所述插入部的一端沿着所述刷子方向延长；支撑部，其从所述延长部的一端进行弯曲，从而支撑所述刷子的一侧。
[0027]在所述支撑部形成至少一个以上的曲折部。
[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，其从所述第一插入槽以比所述第一插入槽窄的宽度向所述转子方向延长而形成。
[0029]在所述第二插入槽的与所述刷子面对的面形成段差部，从而在所述刷子和所述段差部之间形成规定的缝隙。
[0030]根据本发明的第二实施例的刷式密封组件包括:刷子，其一端插入于固定翼的与转子面对的面，另一端向所述转子方向凸出；第一支撑条，其支撑所述刷子的一侧；第一锚定(anchoring)部件，其支撑所述刷子的另一侧；以及第二支撑条，其一侧端部以与所述刷子的一侧间隔的方式固定，另一侧端部支撑所述刷子的一侧。
[0031]所述刷子和所述第一支撑条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与所述转子面对的面，并且所述第二支撑条的一侧端部插入于第二支撑条插入槽，所述第二支撑条插入槽以与所述刷子插入槽的一侧间隔的方式形成。
[0032]为了将所述第二支撑条固定于所述第二支撑条插入槽内，进一步包括第二锚定部件，所述第二锚定部件压入于所述第二支撑条插入槽。
[0033]所述第一支撑条包括:第一支撑部，其支撑所述刷子的一侧面；拱形(round)部，其以从所述第一支撑部的一端包裹所述刷子的一端的方式形成；第一延长部，其以从所述拱形部的一端覆盖所述刷子的另一侧面一部分的方式延长。
[0034]所述第二支撑条包括:插入部，其插入于所述第二支撑条插入槽；第二延长部，其从所述插入部的一端向所述刷子方向延长；第二支撑部，其从所述第二延长部的一端弯曲，从而支撑所述刷子的一侧。
[0035]根据本发明的第三实施例的刷式密封组件包括:刷子，其一端插入于固定翼的一侦牝另一端向所述转子方向凸出；支撑条，其支撑所述刷子的一侧；以及辅助条，其包裹所述刷子和所述支撑条的周围。
[0036]所述辅助条的中间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，所述辅助条的两侧分别插入于辅助条插入槽，所述辅助条插入槽形成于所述刷子插入槽的两侧。
[0037]所述辅助条沿着所述刷子插入槽的内壁和所述辅助条插入槽的内壁及所述固定翼的底面而紧贴。
[0038]所述辅助条包括:第一插入部，其插入于所述刷子插入槽；第二插入部，其插入于所述辅助条插入槽；连接部，其连接所述第一插入部的两端和所述第二插入部的一端；翼部，其从所述第二插入部的另一端向所述转子方向延长而形成。
[0039]将锚定部件压入于所述辅助条插入槽，以便使得所述辅助条的一侧固定于所述辅助条插入槽内。
[0040]所述支撑条包括:支撑部，其支撑所述刷子的一侧面；拱形部，其以从所述支撑部的一端包裹所述刷子的一端的方式形成。
[0041]所述支撑条的所述拱形部由具有弹性恢复力的材料构成。
[0042]所述支撑条的所述支撑部由弹性材料形成，以便在长度方向保持弹性恢复力。
[0043]所述翼部由保持弹性恢复力的弹性材料构成。
[0044]所述翼部包括:第一弹性部，其从下端朝上部延长；第二弹性部，其从所述第一弹性部的上端向横向方向延长。
[0045]所述锚定部件包括:锚定主体，其具有与所述辅助条插入槽对应的形状，并被插入；锚定延长部，其以紧贴于辅助条的状态从所述锚定主体向下侧延长。
[0046]通过根据本发明的一个实施例的刷式密封组件，较薄厚度的支撑条支撑刷子的一面，因此与现有技术相比，具有如下效果:能够减少因与转子的摩擦而产生的热和磨损。
[0047]缩小支撑刷子的支撑条和转子之间间距，从而使得流体泄漏最小化，进而可提高密封效果及涡轮机效率。
[0048]作为简单的结构，可提供易于组装且价格低廉的刷式密封组件。
【附图说明】
[0049]图1是表示在蒸汽涡轮机的固定体和旋转体之间间隙适用迷宫式密封和刷式密封的一个例子