[发明专利]刷式密封组件

说明书

技术领域

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

涡轮机(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)。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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(mm)到数十毫米(mm)。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。

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。

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1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。

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5一体地进行轴旋转。

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。

图2是表示美国登记专利US6,790,001(专利文献1)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。

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。

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。

[先行技术文献]

[专利文献]

(专利文献1)US6790001B2(2004.9.14登记)

发明内容

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。

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。

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。

根据本发明的第一实施例的刷式密封组件，包括：