브러시 씰과 라비린스 씰의 차이점은 무엇입니까?

밀봉 기술 분야에서 브러시 씰과 라비린스 씰은 회전 기계에서 유체 누출을 제어하고 압력 차이를 유지하는 데 사용되는 두 가지 뚜렷한 솔루션입니다. 둘 다 밀봉의 목적을 달성하지만 설계, 재료 및 성능 특성이 크게 다릅니다.

이 글에서는 브러시 씰과 미로 씰의 복잡한 사항을 깊이 있게 살펴보고, 두 씰의 구조, 응용 분야, 다양한 산업 현장에서의 효과를 비교해보겠습니다.

브러쉬 씰이란 무엇인가

브러시 씰은 다음과 같은 유형입니다. 기계적 밀봉 일반적으로 스테인리스 스틸로 만든 고밀도 강모 팩을 사용하여 터보기계의 고정 및 회전 구성 요소 사이에 유연한 밀봉 메커니즘을 만듭니다. 강모는 회전 방향으로 각도가 있어 최소한의 간극을 유지하면서 방사형 이동 및 샤프트 편위를 수용할 수 있는 호환 밀봉 인터페이스가 가능합니다. 이 고유한 설계를 통해 브러시 씰은 높은 압력 차이 및 회전 속도에서도 효과적인 밀봉을 제공할 수 있습니다.

브러시 씰은 기존의 미로 씰에 비해 여러 가지 장점을 제공합니다. 강모 팩은 로터 표면에 맞춰져 누출 갭을 최소화하고 누출 흐름을 줄입니다. 강모의 컴플라이언스로 인해 로터 역학, 열 성장 및 기타 작동 요인을 더 잘 수용할 수 있습니다. 또한 브러시 씰은 미로 씰 또는 기타 씰 기술과 함께 사용하여 밀봉 성능을 더욱 향상시킬 수 있습니다.

브러시 씰의 적용은 증기 터빈, 가스터빈, 항공우주 엔진을 포함한 다양한 산업으로 확대되었습니다. 증기 터빈 응용 분야에서 브러시 씰은 증기 누출을 크게 줄여 전반적인 기계 효율성을 개선하고 비용이 많이 드는 증기 손실을 줄일 수 있습니다. 브러시 씰은 산업용 가스터빈과 제트 엔진에서도 누출 공기 흐름을 최소화하여 운영 효율성을 개선하는 데 사용됩니다.

미궁 봉인이란?

ㅏ 미로 봉인 유체 흐름을 위한 고통스러운 경로를 만들기 위해 일련의 복잡하고 미로와 같은 통로를 활용하는 비접촉 씰의 한 유형입니다. 씰은 특정 패턴으로 배열된 일련의 미로 이빨 또는 지느러미로 구성되어 있으며, 각 이빨은 작은 압력 강하를 생성합니다. 유체가 미로를 통과하면서 일련의 팽창과 수축을 겪게 되어 씰 전체에 걸쳐 상당한 압력 감소가 발생합니다.

미로 씰은 누출 흐름을 최소화하기 위해 여러 압력 강하를 생성하는 원리에 의존합니다. 미로 씰의 효율성은 미로 이빨의 수, 그 기하학, 회전 및 고정 구성 요소 사이의 간극과 같은 요인에 따라 달라집니다. 간극은 안전한 작동을 허용하고 열 팽창 및 로터 동역학과 같은 요인을 수용하는 동시에 가능한 한 작게 설계되었습니다.

미로형 씰의 주요 장점 중 하나는 비접촉 특성으로, 로터 표면의 마모를 최소화하고 씰 수명을 연장합니다. 미로형 씰은 또한 설계가 비교적 간단하며 쉽게 제조 및 유지 관리할 수 있습니다. 그러나 클리어런스의 변화에 민감하며 마모 또는 작동 조건으로 인해 클리어런스가 너무 커지면 누출이 증가할 수 있습니다.

미로형 씰은 증기 터빈, 가스 터빈, 압축기와 같은 다양한 회전 기계에 적용됩니다. 이들은 종종 브러시 씰이나 마모형 씰과 같은 다른 씰 기술과 함께 사용되어 포괄적인 씰링 솔루션을 제공합니다.

브러시 씰과 라비린스 씰의 주요 차이점

밀봉 메커니즘

브러시 씰은 일반적으로 스테인리스 스틸로 만들어진 빽빽하게 뭉친 강모로 구성되어 있으며, 이는 호환되는 밀봉 인터페이스를 형성합니다. 강모는 구부러지고 로터 움직임에 적응하여 좁은 간극을 유지합니다.

대조적으로 미로 물범은 유체 흐름을 위한 구불구불한 경로를 만드는 일련의 단단한 이빨이나 칼날에 의존합니다. 미로 물범은 브러시 물범과 같은 호환 밀봉 요소가 없습니다.

연락하다

브러시 씰은 접촉형 씰로, 강모가 로터 표면과 가볍게 접촉합니다. 이 접촉을 통해 브러시 씰은 효과적인 밀봉을 유지하면서 로터의 움직임과 진동을 수용할 수 있습니다.

반면, 미로 씰은 비접촉 씰입니다. 씰 이빨과 로터 사이에 작은 간극을 유지하여 미로 경로 전체의 압력 강하에 의존하여 누출을 줄입니다.

누출 감소

브러시 씰은 미로 씰에 비해 뛰어난 누출 감소를 제공합니다. 호환되는 강모 팩은 로터에 맞춰져 누출 갭을 최소화합니다. 단일 브러시 씰은 기존 미로 씰에 비해 최대 90%까지 누출을 줄일 수 있습니다.

라비린스 씰은 효과적이지만 씰 이빨과 로터 사이의 간극으로 인해 고유한 누출이 있습니다. 라비린스 씰의 누출은 마모와 열적 성장으로 인해 간극이 증가함에 따라 시간이 지남에 따라 증가합니다.

내구성

미로 씰은 일반적으로 브러시 씰에 비해 내구성이 더 높습니다. 미로 씰의 단단한 기하학은 마모와 열화에 강합니다.

브러시 씰은 접촉 특성으로 인해 강모가 로터 표면에 문질러지면서 시간이 지남에 따라 마모가 발생합니다.

온도 범위

브러시 씰과 라비린스 씰은 모두 광범위한 온도 범위에서 작동할 수 있습니다. 그러나 브러시 씰은 고온 응용 분야에서 약간의 이점이 있습니다. 일반적으로 코발트 또는 니켈 기반 초합금으로 만든 브러시 씰 강모는 최대 800°C(1,472°F)의 온도를 견딜 수 있습니다. 라비린스 씰은 사용된 재료에 따라 최대 650°C(1,200°F)의 온도에서 작동할 수 있습니다. 브러시 씰의 유연한 특성으로 인해 단단한 라비린스 씰보다 열 성장을 더 효과적으로 수용할 수 있습니다.

응용

브러시 씰과 라비린스 씰은 증기 터빈, 가스터빈, 압축기, 펌프를 포함한 다양한 터보기계에 적용됩니다. 브러시 씰은 증기 터빈 글랜드 씰링 및 가스터빈 베어링 섬프 씰링과 같이 압력 차이가 큰 응용 분야에서 특히 효과적입니다. 또한 라비린스 씰과 함께 사용하여 전반적인 씰링 성능을 향상시킵니다.

미로 씰은 압력 차이가 낮고 비접촉 밀봉이 선호되는 응용 분야에서 널리 사용됩니다. 일반적으로 터보차저 밀봉, 압축기 아이 밀봉, 터빈 및 압축기의 단계 간 씰로 사용됩니다.