DE112015004378T5 - Dichtungselement - Google Patents

Abstract

Ein Dichtungselement (7) ist zwischen einer Brennkammer, die um eine Wellenachse angeordnet ist, und einer Leitschaufel, die in einer Axialrichtung an der stromabwärtigen Seite angeordnet ist und ein Teil eines Verbrennungsgas-Strömungsdurchgangs (Pg) definiert, durch welchen Verbrennungsgas (G) strömt, vorgesehen und einen Spalt bzw. Zwischenraum zwischen der Brennkammer und der Leitschaufel abdichtet. Das Dichtungselement (7) mit: einer Endfläche (71a), die in der Axialrichtung der stromabwärtigen Seite so zugewandt ist, dass sie einer seitlichen Endfläche (461) der Leitschaufel, die in der Axialrichtung der stromaufwärtigen Seite zugewandt ist, zugewandt ist, Kühlkanäle (80), durch welche Kühlluft von einer Vielzahl von Öffnungen (80a), die in der Endfläche (71a) in einer Anordnung in einer auf der Wellenachse basierenden Umfangsrichtung, vorgesehen sind, ausgetragen wird, und einem Zwischenraumbildungsabschnitt (71b), der weiter zu der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung vorsteht als die Endfläche (71a), in welcher die Öffnungen ausgebildet sind.

Description

• Technisches Gebiet
• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dichtungselement.
• Die vorliegende Anmeldung beansprucht Priorität aus der am 26. September 2014 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-196772 , deren Inhalt durch Bezug hierin einbezogen ist.
• Hintergrund
• Bei einer Gasturbine wird in einem Verdichter verdichtete Luft mit Brennstoff in einer Brennkammer gemischt, um Verbrennungsgas zu erzeugen, das ein Fluid mit hoher Temperatur ist, und dieses Verbrennungsgas wird in einen Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang einer Turbine eingebracht, in welchem Leitschaufeln und Laufschaufeln abwechselnd installiert sind. Die Gasturbine dreht die Laufschaufeln und eine Welle durch das Verbrennungsgas, das durch den Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang strömt. Somit wandelt die Gasturbine die Energie des Verbrennungsgases in Drehenergie so um, dass Elektrizität von einem Generator ausgegeben wird.
• Ein Spalt bzw. ein Zwischenraum ist zwischen einem Übergangsteil der Brennkammer und einer Abdeckung (engl. shroud) einer ersten Leitschaufel-Stufe der Turbine vorgesehen, um einen Kontakt aufgrund einer thermischen Dehnung bzw. Längung dazwischen zu vermeiden. In diesem Zwischenraum ist ein Dichtungselement vorgesehen, um zu verhindern, dass Kühlluft im Inneren eines Turbinengehäuses durch den Zwischenraum in den Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang austritt.
• Beispiele eines solchen Dichtungselements umfasst die in Patentschrift 1 offenbarte Übergangsteildichtung. Diese Übergangsteildichtung ist zwischen einem Flansch des Übergangsteils und einer Leitschaufelabdeckung angeordnet. Jeder Flansch erstreckt sich in einer Richtung weg von dem Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang.
• Zitationsliste
• Patentschrift
• Patentschrift 1: Japanisches offengelegtes Patent Nr. 2006-105076
• Zusammenfassung der Erfindung
• Technisches Problem
• Jedoch ist es nötig, da die Übergangsteildichtung Verbrennungsgas mit hoher Temperatur ausgesetzt ist, die Übergangsteildichtung mit Kühlluft zu kühlen. Demgegenüber können im Inneren des Übergangsteils vorgesehene Kühlkanäle blockiert sein, wenn die Übergangsteildichtung und die daneben befindliche Leitschaufel aufgrund einer thermischen Dehnung zwischen der Übergangsteildichtung und der Leitschaufel miteinander in Kontakt kommen.
• Die vorliegende Erfindung schlägt ein Dichtungselement vor, das stabil gekühlt werden kann, ohne die Kühlkanäle, selbst bei einem solchen Ereignis, zu blockieren.
• Lösung für das Problem
• Um das obige Problem zu lösen, schlägt die vorliegende Erfindung folgende Lösungen vor.
• Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Dichtungselement vorgeschlagen, das zwischen einer Brennkammer, die um eine Wellenachse herum angeordnet ist, und einer Leitschaufel, die an der stromabwärtigen Seite in einer Axialrichtung angeordnet ist und ein Teil eines Verbrennungsgas-Strömungsdurchgangs definiert, durch welchen Verbrennungsgas strömt, vorgesehen ist, und das einen Spalt bzw. Zwischenraum zwischen der Brennkammer und der Leitschaufel abdichtet, wobei das Dichtungselement aufweist: eine Endfläche, die der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung so zugewandt ist, dass sie einer seitlichen Endfläche der Leitschaufel, die der stromaufwärtigen Seite in der Axialrichtung zugewandt ist, zugewandt ist, Kühlkanäle, durch welche Kühlluft von einer Vielzahl von Öffnungen, die in der Endfläche in einer Anordnung in einer auf der Wellenachse basierenden Umfangsrichtung angeordnet sind, ausgetragen wird, und einen Zwischenraumbildungsabschnitt, der weiter zu der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung vorsteht als die Endfläche, in welcher die Öffnungen ausgebildet sind.
• Gemäß dieser Ausgestaltung ist der Zwischenraumbildungsabschnitt, der von der Endfläche vorsteht, so vorgesehen, dass ein Blockieren der Öffnungen verhindert werden kann, selbst wenn die Endfläche und die seitliche Endfläche sich einander annähern. Insbesondere steht der Zwischenraumbildungsabschnitt weiter zu der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung vor als die Endfläche, in welcher die Öffnungen ausgebildet sind. Dementsprechend kommt selbst wenn der Zwischenraum zwischen der Endfläche und der seitlichen Endfläche reduziert ist, der Zwischenraumbildungsabschnitt in Kontakt mit der seitlichen Endfläche bevor die Öffnungen blockiert sind. Folglich kann ein Raum an der stromabwärtigen Seite der Öffnungen stabil sichergestellt sein und die benötigte Kühlluft kann stabil und kontinuierlich von den Öffnungen ausgetragen werden, selbst wenn der Zwischenraum zwischen der Endfläche und der seitlichen Endfläche reduziert ist. Somit kann ein Blockieren der Öffnungen verhindert werden und die Kühlluft kann stabil durch die Kühlkanäle hindurchtreten.
• Ein Dichtungselement eines zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung ist das Dichtungselement gemäß dem ersten Aspekt, wobei das Dichtungselement an der Außenseite des Verbrennungsgas-Strömungsdurchgangs angeordnet sein kann.
• Gemäß dieser Ausgestaltung kann das Dichtungselement davor bewahrt werden, direkt mit dem Verbrennungsgas mit hoher Temperatur, das durch den Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang strömt, in Kontakt zu kommen. Somit ist das Dichtungselement nur zu einem Teil dem Verbrennungsgas ausgesetzt, so dass das Dichtungselement davor bewahrt werden kann eine extrem hohe Temperatur zu erreichen. Dementsprechend kann die Strömungsrate der Kühlluft, die durch die Kühlkanäle hindurchtritt, um das Dichtungselement zu kühlen, reduziert sein.
• Ein Dichtungselement eines dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung ist das Dichtungselement gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt, wobei die Kühlkanäle in einem bestimmten Bereich in der Umfangsrichtung, der eine Position an der stromaufwärtigen Seite in der Axialrichtung umfasst, an welcher der Kühlkanal einem vorderen Rand der Leitschaufel zugewandt ist, die der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung zugewandt ist, ausgebildet sein können.
• Gemäß dieser Ausgestaltung trifft das Verbrennungsgas, das in den Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang hinein eintritt, auf die Leitschaufel auf. Selbst wenn das Dichtungselement erhitzt wird, wenn das Verbrennungsgas in der Nähe des vorderen Rands eingefangen wird, kann ein bestimmter Bereich, der die Position umfasst, die dem vorderen Rand der Leitschaufel in der Axialrichtung entspricht, effizient durch den Kühlkanal, der dem vorderen Rand der Leitschaufel zugewandt ist, gekühlt werden. Folglich kann die Strömungsrate der Kühlluft, die durch die Kühlkanäle hindurchtritt, um das Dichtungselement zu kühlen, weiter reduziert sein.
• Ein Dichtungselement eines vierten Aspekts der vorliegenden Erfindung ist das Dichtungselement gemäß einem der ersten bis dritten Aspekte, wobei der Zwischenraumbildungsabschnitt in der Umfangsrichtung neben der Öffnung angeordnet sein kann.
• Gemäß dieser Ausgestaltung kann der Zwischenraumbildungsabschnitt mit der Endfläche an einer Position, die sich in der Nähe der Öffnung befindet, in Kontakt gebracht werden. Somit kann ein Raum an der stromabwärtigen Seite der Öffnungen mit hoher Genauigkeit durch den Zwischenraumbildungsabschnitt sichergestellt sein. Daher kann ein Blockieren der Öffnungen mit hoher Genauigkeit verhindert werden und die Kühlluft kann stabiler durch die Kühlkanäle hindurchtreten.
• Ein Dichtungselement eines fünften Aspekts der vorliegenden Erfindung ist das Dichtungselement gemäß einem der ersten bis vierten Aspekte, wobei ein Schlitz, der in einer auf der Wellenachse basierenden Radialrichtung eingelassen bzw. vertieft ist, in einem Bereich neben der Öffnung ausgebildet sein kann.
• Gemäß dieser Ausgestaltung kann der Schlitz die Biegesteifigkeit des Dichtungselements reduzieren. Folglich kann sich das Dichtungselement einfach verformen, um im Inneren des Dichtungselements aufgrund einer Verteilung bzw. Streuung der thermischen Spannung in der Umfangsrichtung auftretende Verformung zu absorbieren. Somit kann eine Verformung des Dichtungselements vermieden werden und der Einfluss einer Temperaturdifferenz, die aus der Kühlung resultiert, kann reduziert werden.
• Ein Dichtungselement eines sechsten Aspekts der vorliegenden Erfindung ist das Dichtungselement gemäß dem fünften Aspekt, wobei das Dichtungselement ferner aufweisen kann: ein erstes Eingriffsteil, das sich an der stromaufwärtigen Seite in der Axialrichtung befindet und mit der Brennkammer verbunden ist, und ein zweites Eingriffsteil, das sich an der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung befindet und mit einem ringförmigen Vorsprung, der sich von der seitlichen Endfläche der Leitschaufel zu der stromaufwärtigen Seite in der Axialrichtung erstreckt, verbunden ist, wobei das zweite Eingriffsteil eine ringförmige Dichtungsoberfläche aufweist, die zwischen dem zweiten Eingriffsteil und dem Vorsprung ausgebildet ist, der Schlitz in der Radialrichtung von der Seite des Verbrennungsgas-Strömungsdurchgangs eingelassen bzw. vertieft ist, und ein Ende des Schlitzes, das an der relativ zu dem Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang äußeren Seite ausgebildet ist, an einer Position angeordnet ist, die sich näher an dem Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang befindet als die Position, an welcher die Dichtungsoberfläche ausgebildet ist.
• Gemäß dieser Ausgestaltung befindet sich die Position des Endes des Schlitzes, der an der Außenseite relativ zu dem Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang ausgebildet ist, näher an dem Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang als die Dichtungsoberfläche. Somit kann der Schlitz ausgebildet sein, während der Zwischenraum zwischen der Dichtungsoberfläche und dem Vorsprung in einem abgedichteten Zustand gehalten werden kann. Daher kann eine Verformung des Dichtungselements durch Ausbilden des Schlitzes vermieden werden, während die Abdichtungseigenschaft sichergestellt ist.
• Vorteilhafte Effekte der Erfindung
• Gemäß dem Dichtungselement der vorliegenden Erfindung kann Kühlluft durch das Dichtungselement hindurchtreten, ohne die Öffnungen zu blockieren, so dass das Dichtungselement stabil und kontinuierlich gekühlt werden kann.
• Kurzbeschreibung der Zeichnungen
• 1 ist eine geschnittene Seitenansicht von Hauptteilen einer Gasturbine bei einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
• 2 ist eine Schnittansicht von Hauptteilen der Gasturbine bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
• 3 ist eine vergrößerte Ansicht von Hauptteilen, die ein Dichtungselement bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
• 4 ist eine vergrößerte Ansicht von Hauptteilen, die das Dichtungselement bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von der stromabwärtigen Seite in einer Axialrichtung aus betrachtet, darstellt.
• 5 ist eine schematische Ansicht, die die Positionen der Öffnungen bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
• 6 ist eine Schnittansicht, die den Schnitt VI-VI in 4 darstellt.
• 7 ist eine Schnittansicht, die den Schnitt VII-VII in 4 darstellt.
• 8 ist ein modifiziertes Beispiel des Dichtungselements der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
• 9 ist eine Schnittansicht, die den Schnitt VIII-VIII in 8 darstellt.
• 10 ist eine vergrößerte Ansicht von Hauptteilen um ein Dichtungselement herum bei einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
• 11 ist eine Draufsicht auf das Dichtungselement, von einer Radialrichtung von der Seite eines Verbrennungsgas-Strömungsdurchgangs in 10 aus betrachtet.
• 12 ist ein modifiziertes Beispiel des Dichtungselements der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
• 13 ist eine Schnittansicht, die den Schnitt XI-XI in 12 darstellt.
• Beschreibung der Ausführungsformen
• Erste Ausführungsform
• Eine erste Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die 1 bis 9 beschrieben.
• Wie in 1 dargestellt umfasst eine Gasturbine 1 einen Verdichter 10, welcher verdichtete Luft A durch Verdichten von Umgebungsluft erzeugt, eine Vielzahl von Brennkammern 20, welche Verbrennungsgas G durch Zumischen von Brennstoff zur verdichteten Luft A und Verbrennen der Mischung erzeugen, eine Turbine 30, die durch das Verbrennungsgas G angetrieben wird, und ein Dichtungselement 7, das zwischen der Brennkammer 20 und der Turbine 30 angeordnet ist.
• Die Turbine 30 umfasst ein Gehäuse 31 und eine Turbinenwelle 33, die sich um eine Wellenachse Ar im Inneren des Gehäuses 31 dreht. Beispielsweise ist die Turbinenwelle 33 mit einem Generator (nicht dargestellt) verbunden, der Elektrizität erzeugt, wenn sich die Turbinenwelle 33 dreht.
• Relativ zu der Turbine 30 ist der Verdichter 10 an einer Seite der Wellenachse Ar angeordnet. Das Gehäuse 31 der Turbine 30 hat eine zylindrische Form um die Wellenachse Ar herum. Ein Teil der verdichteten Luft A wird als Kühlluft von dem Verdichter 10 der Turbine 30 und den Brennkammern 20 zugeführt. Die verdichtete Luft A, die in dem Verdichter 10 unter Druck gesetzt ist, ist zeitweise in einem Raum im Inneren des Gehäuses 31 aufgenommen. Die Vielzahl von Brennkammern 20 sind an dem Gehäuse 31 in Intervallen in einer Umfangsrichtung Dc relativ zu der Wellenachse Ar montiert.
• Die Richtung, in welcher sich die Wellenachse Ar erstreckt wird als eine Axialrichtung Da bezeichnet. In der Axialrichtung Da wird die Seite, an welcher die Turbine 30 relativ zu den Brennkammern 20 angeordnet ist, als die stromabwärtige Seite bezeichnet, und die entgegengesetzte Seite wird als die stromaufwärtige Seite bezeichnet.
• Die Umfangsrichtung Dc, die auf der Wellenachse Ar basiert, wird einfach als die Umfangsrichtung Dc bezeichnet und eine Radialrichtung Dr, die auf der Wellenachse Ar basiert, wird einfach als die Radialrichtung Dr bezeichnet.
• In der Radialrichtung Dr wird die Seite, die von einer Achslinie Ac entfernt ist, als die Außenseite in der Radialrichtung Dr bezeichnet, und die entgegengesetzte Seite wird als die Innenseite in der Radialrichtung Dr bezeichnet.
• Die Achslinie Ac der Brennkammer 20 ist bei dieser Ausführungsform eine Linie, die durch die Position des Schwerpunkts in jedem Querschnitt, der sich mit der Richtung, in welcher sich ein Übergangsteil 21 der Brennkammer 20 erstreckt, schneidet bzw. kreuzt, hindurchtritt.
• Die Turbinenwelle 33 hat einen Wellenhauptkörper 34 und eine Vielzahl von Laufschaufelreihen 35. Der Wellenhauptkörper 34 erstreckt sich in der Axialrichtung Da um die Wellenachse Ar herum. Die Vielzahl von Laufschaufelreihen 35 sind in der Axialrichtung Da angeordnet und an dem Wellenhauptkörper 34 montiert.
• Wie in 2 dargestellt hat jede Laufschaufelreihe 35 eine Vielzahl von Laufschaufeln 36, die in der Umfangsrichtung Dc relativ zu der Wellenachse Ar angeordnet und um die Wellenachse Ar herum montiert sind. Die Laufschaufel 36 hat einen Laufschaufelhauptkörper 37, eine Plattform 38 und einen Laufschaufelfuß 39. Der Laufschaufelhauptkörper 37 erstreckt sich in der Radialrichtung Dr. Die Plattform 38 ist an der Innenseite des Laufschaufelhauptkörpers 37 in der Radialrichtung Dr vorgesehen. Der Schaufelfuß 39 ist an der Innenseite der Plattform 38 in der Radialrichtung Dr vorgesehen. Die Laufschaufel 36 ist an dem Wellenhauptkörper 34 montiert, wenn der Schaufelfuß 39 in den Wellenhauptkörper 34 hinein eingebettet bzw. eingeschoben ist.
• Leitschaufelreihen 40 sind jeweils an der stromaufwärtigen Seite der Vielzahl von Laufschaufelreihen 35 angeordnet. Die Leitschaufelreihen 40 sind jeweils aus einer Vielzahl von Leitschaufeln 41, die in der Umfangsrichtung Dc angeordnet sind, gebildet. Jede Leitschaufel 41 hat einen Leitschaufelhauptkörper 42, eine äußere Abdeckung 43 und eine innere Abdeckung 45. Der Leitschaufelhauptkörper 42 erstreckt sich zu der Außenseite in der Radialrichtung Dr. Die äußere Abdeckung 43 ist an der Außenseite des Leitschaufelhauptkörpers 42 in der Radialrichtung Dr vorgesehen. Die innere Abdeckung 45 ist an der Innenseite des Leitschaufelhauptkörpers 42 in der Radialrichtung Dr vorgesehen.
• Erste Leitschaufeln 41a umfassen eine erste Leitschaufelreihe 40a der Leitschaufelreihen 40, die an der am weitesten stromaufwärtigen Seite in der Axialrichtung Da angeordnet sind, sind durch das Dichtungselement 7 mit dem Übergangsteil 21 der Brennkammer 20, die später beschrieben wird, verbunden.
• Wie in 2 dargestellt, ist ein Laufschaufelring 50, der eine zylindrische Form um die Wellenachse Ar herum aufweist, an der Außenseite der Laufschaufelreihe 35 und der Leitschaufelreihe 40 in der Radialrichtung Dr an der Innenseite des Gehäuses 31 in der Radialrichtung Dr angeordnet. Der Laufschaufelring 50 ist an dem Gehäuse 31 befestigt.
• Die äußere Abdeckung 43 der Leitschaufel 41 und der Laufschaufelring 50 sind durch einen Hitzeschildring 52 zusammengekoppelt.
• Eine Vielzahl von Ringsegmenten 60, die in der Umfangsrichtung Dc um die Wellenachse Ar herum angeordnet sind, sind zwischen den äußeren Abdeckungen 43 der Leitschaufelreihen 40 nebeneinander in der Axialrichtung Da angeordnet. Die Vielzahl von Ringsegmenten 60, die in der Umfangsrichtung Dc angeordnet sind, bilden eine ringförmige Form. Die Laufschaufelreihe 35 ist an der Innenseite der Vielzahl von Ringsegmenten 60 in der Radialrichtung Dr angeordnet. Alle der Vielzahl von Ringsegmenten 60, die in der Umfangsrichtung Dc angeordnet sind, sind mit dem Laufschaufelring 50 durch den Hitzeschildring 52 gekoppelt.
• Ein Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang Pg, durch welchen das Verbrennungsgas G strömt, ist im Inneren des Gehäuses 31 der Turbine 30 ausgebildet. Der Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang Pg ist ringförmig um den Wellenhauptkörper 34 herum definiert. Der Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang Pg ist durch die inneren Abdeckungen 45 und die äußeren Abdeckungen 43 der Vielzahl von Leitschaufeln 41, die die Leitschaufelreihe 40 bilden, durch die Plattformen 38 der Vielzahl der Laufschaufeln 36, die die Laufschaufelreihe 35 an der stromabwärtigen Seite der Leitschaufelreihe 40 bilden, und die Ringsegmente 60, die den Plattformen 38 zugewandt sind, definiert.
• Die Brennkammer 20 umfasst das Übergangsteil 21 und eine Brennstoffzuführeinheit 22. Das Übergangsteil 21 führt Verbrennungsgas G mit hoher Temperatur und hohem Druck der Turbine 30 zu. Die Brennstoffzuführeinheit 22 führt den Brennstoff und die verdichtete Luft A in das Übergangsteil 21 hinein zu.
• Im Inneren der Brennstoffzuführeinheit 22 ist eine Flamme ausgebildet. Die Brennstoffzuführeinheit 22 hat einen Brenner- bzw. Brennkammerkorb 22a, der eine rohrförmige Form um die Achslinie Ac herum aufweist.
• Das Übergangsteil 21 ist mit dem Brennkammerkorb 22a verbunden. Das Übergangsteil 21 führt das Verbrennungsgas G mit hoher Temperatur und hohem Druck, das in dem Brennkammerkorb 22a erzeugt wird, der Turbine 30 zu. Das Übergangsteil 21 hat eine rohrförmige Form. Insbesondere hat eine Auslassöffnung des Übergangsteils 21, die sich an der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da befindet, eine ungefähr viereckige Form. Wie in 3 dargestellt, hat das Übergangsteil 21 einen Auslassflansch 210, der sich an der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da befindet und von einer äußeren Umfangsoberfläche des Übergangsteils 21 vorsteht.
• Wie in 3 dargestellt sind ein Abdeckungshauptkörper 44 und eine seitliche Wand 46 in der inneren Abdeckung 45 und der äußeren Abdeckung 43 der ersten Leitschaufel 41a ausgebildet. Der Abdeckungshauptkörper 44 hat eine Gaspfadoberfläche 441, die dem Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang Pg zugewandt ist. Die seitliche Wand 46 schneidet bzw. kreuzt sich mit der Gaspfadoberfläche 441 und erstreckt sich von dem Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang Pg zu der Innenseite in der Radialrichtung Dr oder zu der Außenseite in der Radialrichtung Dr. Ein Vorsprung 424, der sich zu der stromaufwärtigen Seite in der Axialrichtung Da von einer seitlichen Endfläche 461, die der stromaufwärtigen Seite in der Axialrichtung Da zugewandt ist, erstreckt, ist an der seitlichen Wand 46 ausgebildet.
• Der Vorsprung 424 ist an einer von der Gaspfadoberfläche 441 der seitlichen Endfläche 461 entfernten Position an der Innenseite in der Radialrichtung Dr oder der Außenseite in der Radialrichtung Dr der Gaspfadoberfläche 441 ausgebildet. Der Vorsprung 424 hat eine bogenförmige Form um die Wellenachse Ar herum.
• Der Auslassflansch 210 hat eine im Wesentlichen viereckige Ringform, so dass er den Umfang der Auslassöffnung des Übergangsteils 21 abdeckt. Der Auslassflansch 210 steht von der äußeren Umfangsoberfläche des Übergangsteils 21 zu der Außenseite des Verbrennungsgas-Strömungsdurchgangs Pg vor. Der Auslassflansch 210 hat ein Paar von Umfangsflanschabschnitten 210a und ein Paar von Radialflanschabschnitten (nicht dargestellt).
• Das Paar von Umfangsflanschabschnitten 210a steht jeweils in eine Richtung zu der äußeren Seite weg von dem Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang Pg von einem Teil der äußeren Umfangsoberfläche des Übergangsteils 21, das sich in der Umfangsrichtung Dc erstreckt, vor. Das Paar von Umfangsflanschabschnitten 210a ist einander in der Radialrichtung Dr quer über die Auslassöffnung zugewandt.
• Wie in 3 dargestellt erstreckt sich ein hinteres Ende 211 des Übergangsteils 21, das sich an der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da befindet, weiter zu der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da als der Auslassflansch 210. Die Oberfläche des hinteren Endes 211, das der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da zugewandt ist, ist der seitlichen Endfläche 461 der ersten Leitschaufel 41a mit einem Zwischenraum bzw. Spalt, der dazwischen vorgesehen ist, zugewandt.
• Das Dichtungselement 7 ist eine Übergangsteildichtung, die zwischen der Brennkammer 20 und der ersten Leitschaufelreihe 40a, die an der stromabwärtigen Seite der Brennkammer 20 in der Axialrichtung Da angeordnet ist und dem Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang Pg zugewandt ist, angeordnet ist. Das Dichtungselement 7 dichtet den Zwischenraum zwischen dem Auslassflansch 210 des Übergangsteils 21 der Brennkammer 20 und der inneren Abdeckungen 45 und der äußeren Abdeckungen 43 der ersten Leitschaufeln 41a der ersten Leitschaufelreihe 40a ab. Das Dichtungselement 7 dieser Ausführungsform ist in ein inneres Dichtungselement 7a und ein äußeres Dichtungselement 7b unterteilt. Das innere Dichtungselement 7a und das äußere Dichtungselement 7b sind jeweils entlang der Umfangsflanschabschnitte 210a an der Innenseite der Radialrichtung Dr und der Außenseite in der Radialrichtung Dr des im Wesentlichen viereckigen ringförmigen Auslassflansches 210 angeordnet. Das innere Dichtungselement 7a ist mit dem Umfangsflanschabschnitt 210a an der Innenseite in der Radialrichtung Dr und mit den inneren Abdeckungen 45 der ersten Leitschaufeln 41a in Eingriff. Das äußere Dichtungselement 7b ist mit dem Umfangsflanschabschnitt 210a an der Außenseite in der Radialrichtung Dr und mit den äußeren Abdeckungen 43 der ersten Leitschaufeln 41a in Eingriff.
• Die Formen des inneren Dichtungselements 7a an der Innenseite in der Radialrichtung Dr und des äußeren Dichtungselements 7b an der Außenseite in der Radialrichtung Dr sind ungefähr symmetrisch hinsichtlich der Achslinie Ac des Übergangsteils 21. In der folgenden Beschreibung wird daher das Dichtungselement 7 (inneres Dichtungselement 7a), das mit der inneren Abdeckung 45 an der Innenseite in der Radialrichtung Dr in Eingriff ist, hauptsächlich als ein typisches Beispiel beschrieben, dieselbe Beschreibung ist aber genauso auf das äußere Dichtungselement 7b anwendbar.
• Im Folgenden wird „Dichtungselement 7” als der Name und das Bezugszeichen in der Beschreibung verwendet.
• Das Dichtungselement 7 dieser Ausführungsform ist an der Außenseite (die Innenseite in der Radialrichtung Dr) des Verbrennungsgas-Strömungsdurchgangs Pg, durch welchen das Verbrennungsgas G strömt, angeordnet. Wie in 3 dargestellt, ist das Dichtungselement 7 in einem Hohlraum C, der in dem Zwischenraum zwischen dem Übergangsteil 21 und der inneren Abdeckung 45 der ersten Leitschaufel 41a ausgebildet ist, angeordnet. Der Hohlraum C ist bei der dieser Ausführungsform der Raum, der zwischen dem Übergangsteil 21 und der ersten Leitschaufel 41a ausgebildet, und dem Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang Pg zugewandt ist. Der Hohlraum C ist weiter an der Innenseite in der Radialrichtung Dr ausgebildet als eine innere Umfangsoberfläche des Übergangsteils 21 und die Gaspfadoberfläche 441 der ersten Leitschaufel 41a. Der Hohlraum C ist der Raum, der sich weiter an der Innenseite in der Radialrichtung Dr befindet als das hintere Ende 211 des Übergangsteils 21 und zwischen dem Auslassflansch 210 und der seitlichen Endfläche 461 in der Axialrichtung Da definiert ist.
• Das Dichtungselement 7 ist, von der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da aus betrachtet, ringförmig um die Wellenachse Ar herum ausgebildet. In einem Querschnitt mit der Achslinie Ac und einer Ausbreitung in der Radialrichtung Dr hat das Dichtungselement 7 dieser Ausführungsform ein Hauptkörperteil 70, einen ersten Vorsprung 71, einen zweiten Vorsprung 72, einen dritten Vorsprung 73 und einen vierten Vorsprung 74. Das Hauptkörperteil 70 erstreckt sich in der Radialrichtung Dr. Der erste Vorsprung 71 steht von dem Ende des Hauptkörperteils 70, das sich an der Außenseite in der Radialrichtung Dr befindet, zu der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da vor. Der zweite Vorsprung 72 befindet sich an einer von dem ersten Vorsprung 71 beabstandeten Position und steht von dem Hauptkörperteil 70 zu der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da vor. Der dritte Vorsprung 73 steht von dem Ende des Hauptkörperteils 70, das sich an der Innenseite in der Radialrichtung Dr befindet, zu der stromaufwärtigen Seite in der Axialrichtung Da vor. Der vierte Vorsprung 74 steht von dem Ende des dritten Vorsprungs 73, der sich an der stromaufwärtigen Seite in der Axialrichtung Da befindet, zu der Außenseite in der Radialrichtung Dr vor. Das Dichtungselement 7 dieser Ausführungsform hat Kühlkanäle 80 und Schlitze 83 (4). Kühlluft wird von den Öffnungen 80a der Kühlkanäle 80 ausgetragen. Die Schlitze 83 sind zu der Innenseite in der Radialrichtung Dr von einer Oberfläche, die dem Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang Pg zugewandt ist, eingelassen bzw. vertieft.
• Das Hauptkörperteil 70 dieser Ausführungsform hat eine im Wesentlichen rechteckige Form, deren Querschnitt die Achslinie Ac umfasst und deren Ausbreitung in der Radialrichtung Dr in der Radialrichtung Dr lang ist. Die Kühlkanäle 80 (802), die sich in der Radialrichtung erstrecken, sind im Inneren des Hauptkörperteils 70 ausgebildet. Einströmanschlüsse 80b, die sich zu dem Raum im Inneren des Gehäuses 31 öffnen, sind in der Endfläche des Hauptkörperteils 70 an der Innenseite in der Radialrichtung ausgebildet.
• Der erste Vorsprung 71 steht von dem Ende des Hauptkörperteils 70, das sich an der Außenseite in der Radialrichtung Dr befindet, zu der seitlichen Endfläche 461 an der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da vor. Der erste Vorsprung 71 dieser Ausführungsform hat eine im Wesentlichen rechteckige, spatförmige Form, deren Querschnitt die Achslinie Ac umfasst und deren Ausbreitung in der Radialrichtung Dr in der Axialrichtung Da lang ist. Der erste Vorsprung 71 hat eine ringförmige Form um die Wellenachse Ar herum. Der erste Vorsprung 71 ist in einem Raum, der in der Axialrichtung Da zwischen einer ersten Endfläche 101 des hinteren Endes 211 des Übergangsteils 21 und dem Vorsprung 424 definiert ist, ausgebildet. Der erste Vorsprung 71 hat eine Endfläche 71a, die der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da so zugewandt ist, dass sie der seitlichen Endfläche 461 zugewandt ist. Im Inneren des ersten Vorsprungs 71 sind Kühlkanäle 80 (801) entlang der Axialrichtung Da ausgebildet. Die Vielzahl von Kühlkanälen 80 (801) sind in vorbestimmten Intervallen in einem bestimmten Bereich, der sich in der Umfangsrichtung erstreckt, angeordnet. Die Vielzahl von Öffnungen 80a, die eine ringförmige Form aufweisen und mit den Kühlkanälen 80 (axialen Kanälen 801) kommunizieren, sind in der Endfläche 71a ausgebildet. Demgegenüber kommunizieren die Kühlkanäle 80 (axiale Kanäle 801) an der stromaufwärtigen Seite in der Axialrichtung Da mit den Kühlkanälen 80 (radialen Kanälen 802), die im Inneren des Hauptkörperteils 70 ausgebildet sind. Ein Zwischenraumbildungsabschnitt 71b, der weiter zu der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da vorsteht als die Endfläche 71a, ist an dem Ende des ersten Vorsprungs 71 an der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da ausgebildet.
• Die Endfläche 71a dieser Ausführungsform ist die Fläche an dem Ende des ersten Vorsprungs 71, der das Ende ist, das sich an der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da entgegengesetzt dem Hauptkörperteil 70 befindet. Die Endfläche 71a dieser Ausführungsform ist so ausgebildet, dass sie der seitlichen Endfläche 461 mit einem verbleibenden Zwischenraum an der stromaufwärtigen Seite der seitlichen Endfläche 461 in der Axialrichtung Da zugewandt ist.
• Der zweite Vorsprung 72 befindet sich an einer von dem ersten Vorsprung 71 beabstandeten Position an der Innenseite des ersten Vorsprungs 71 in der Radialrichtung Dr und steht von dem Hauptkörperteil 70 zu der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da vor. Der zweite Vorsprung 72 hat eine im Wesentlichen rechteckige, spatförmige Form, deren Querschnitt die Achslinie Ac umfasst und deren Ausbreitung in der Radialrichtung Dr in der Axialrichtung Da lang ist. Der zweite Vorsprung 72 hat eine ringförmige Form um die Wellenachse Ar herum. Eine gewölbte Nut, in welcher der Vorsprung 424 in der Axialrichtung Da eingepasst bzw. eingesetzt ist, ist zwischen dem ersten Vorsprung 71 und dem zweiten Vorsprung 72 ausgebildet. Ein Kontaktdichtungselement 721 ist an dem zweiten Vorsprung 72 dieser Ausführungsform befestigt.
• Das Kontaktdichtungselement 721 ist eine Metallplatte bzw. ein Metallblech und ist an der Oberfläche des zweiten Vorsprungs 72, der dem ersten Vorsprung 71 zugewandt ist, befestigt. Das Kontaktdichtungselement 721 hat eine erste Dichtungsoberfläche 721a, die ringförmig zwischen dem Kontaktdichtungselement 721 und dem Vorsprung 424 ausgebildet ist.
• Die erste Dichtungsoberfläche 721a kommt mit der Oberfläche des Vorsprungs 424, der der Innenseite in der Radialrichtung Dr zugewandt ist, in Kontakt. Die erste Dichtungsoberfläche 721a dieser Ausführungsform ist die Oberfläche des Kontaktdichtungselements 721, das der Seite des ersten Vorsprungs 71 zugewandt ist, das die Außenseite in der Radialrichtung Dr ist.
• Der dritte Vorsprung 73 steht von dem Ende des Hauptkörperteils 70, das sich an der Innenseite in der Radialrichtung Dr befindet, zu der stromaufwärtigen Seite in der Axialrichtung Da entgegengesetzt zu dem ersten Vorsprung 71 vor. Der dritte Vorsprung 73 dieser Ausführungsform hat eine im Wesentlichen rechteckige, spatförmige Form, deren Querschnitt die Achslinie Ac umfasst und deren Ausbreitung in der Radialrichtung Dr in der Axialrichtung Da lang ist. Der dritte Vorsprung 73 ist an einer Position weiter an der Innenseite in der Radialrichtung Dr ausgebildet als der Umfangsflanschabschnitt 710a.
• Der vierte Vorsprung 74 steht von dem Ende des dritten Vorsprungs 73, der sich an der stromaufwärtigen Seite in der Axialrichtung Da befindet, zu der äußeren Umfangsoberfläche des Übergangsteils 21 vor. Der vierte Vorsprung 74 hat eine im Wesentlichen rechteckige, spatförmige Form, deren Querschnitt die Achslinie Ac umfasst und deren Ausbreitung in der Radialrichtung Dr in der Radialrichtung Dr lang ist. Der vierte Vorsprung 74 befindet sich an einer Position weiter an der stromaufwärtigen Seite in der Axialrichtung Da als der Umfangsflanschabschnitt 210a, und steht von dem dritten Vorsprung 73 vor.
• Eine zweite Dichtungsoberfläche 70a, die mit der Oberfläch des Umfangsflanschabschnitts 210a, der der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da zugewandt ist, in Kontakt kommt, ist in der Oberfläche des Hauptkörperteils 70, das der stromaufwärtigen Seite in der Axialrichtung Da zugewandt ist, ausgebildet. Insbesondere wirkt ein Differenzdruck zwischen dem Druck der verdichteten Luft A im Inneren des Gehäuses 31 und dem Druck an der Seite des Verbrennungsgas-Strömungsdurchgangs Pg auf die Oberfläche des Umfangsflanschabschnitts 210a, der der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da so zugewandt ist, dass die Oberfläche gegen die Oberfläche, die der stromaufwärtigen Seite in der Axialrichtung Da des Hauptkörperteils 70, das sich an der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da befindet, zugewandt ist, gedrückt wird. Somit ist, während einem Normalbetrieb der Gasturbine 1, die zweite Dichtungsoberfläche 70a, die durch Kontakt mit der Oberfläche des Umfangsflanschabschnitts 210a, der der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da zugewandt ist, abdichtet, immer in der Oberfläche des Hauptkörperteils 70, das der stromaufwärtigen Seite in der Axialrichtung Da zugewandt ist, ausgebildet.
• Wie in 4 dargestellt sind die Vielzahl von Öffnungen 80a dieser Ausführungsform in einem vorbestimmten Bereich der Endfläche 71a in Intervallen in der Umfangsrichtung Dc ausgebildet. Wie in 5 dargestellt sind, relativ zu einem vorderen Rand 421, der ein Bereich des Leitschaufelhauptkörpers 42 ist, der der stromaufwärtigen Seite in der Axialrichtung Da zugewandt ist, die Öffnungen 80a in einem bestimmten Bereich der Endfläche 71a in der Umfangsrichtung Dc, die eine Position an der stromaufwärtigen Seite des vorderen Rands 421 in der Axialrichtung Da umfasst, ausgebildet. Die Öffnungen 80a dieser Ausführungsform sind also an der stromaufwärtigen Seite des vorderen Rands 421 in der Axialrichtung Da so ausgebildet, dass die Position der Öffnung 80a in der Umfangsrichtung Dc der Position entspricht, an welcher der vordere Rand 421 des Leitschaufelhauptkörpers 42 ausgebildet ist. Insbesondere sind die Vielzahl von Kühlkanälen 80, die die Öffnungen 80a aufweisen, in der Umfangsrichtung entlang der Axialrichtung Da so angeordnet, dass sie an der Position an der stromaufwärtigen Seite in der Axialrichtung Da, die der Position entspricht, an welcher der vordere Rand 421 des Leitschaufelhauptkörpers 42 ausgebildet ist, zentriert sind. Jedoch sollte der Bereich, wo die Kühlkanäle 80 angeordnet sind auf einige Bereiche in einem bestimmten Bereich, der sich in der Umfangsrichtung erstreckt begrenzt sein und somit müssen die Kühlkanäle 80 nicht entlang der gesamten Länge des ersten Vorsprungs 71 in der Umfangsrichtung angeordnet sein.
• Der Zwischenraumbildungsabschnitt 71b ist neben der Endfläche 71a, in welcher die Öffnungen 80a ausgebildet sind, in der Umfangsrichtung Dc angeordnet. Der Zwischenraumbildungsabschnitt 71b steht von der Endfläche 71a zu der seitlichen Endfläche 461 an der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da vor. Der Zwischenraumbildungsabschnitt 71b dieser Ausführungsform ist so ausgebildet, dass er sich an beiden Seiten in der Umfangsrichtung Dc des vorbestimmten Bereichs der Endfläche 71a, in welchem die Öffnungen 80a ausgebildet sind, befindet.
• Wie oben beschrieben wird die verdichtete Luft A von dem Raum im Inneren des Gehäuses 31 der Turbine 30 in die Kühlkanäle 80 als Kühlluft hinein eingetragen, tritt durch die Kühlkanäle 80 hindurch und wird von den Öffnungen 80a zu der seitlichen Endfläche 461 ausgestoßen. Der Kühlkanal 80 dieser Ausführungsform hat eine ringförmige Querschnittsform. Die Vielzahl von Kühlkanälen 80 sind so ausgebildet, dass sie die Innenseite des Hauptkörperteils 70 und des ersten Vorsprungs 71 durchdringen. Insbesondere umfassen, wie in 6 dargestellt, der Kühlkanal 80 dieser Ausführungsform den axialen Kanal 801 und den radialen Kanal 802. Der axiale Kanal 801 ist von der Öffnung 80a zu der stromaufwärtigen Seite in der Axialrichtung Da ausgebildet. Der radiale Kanal 802 kommuniziert mit dem axialen Kanal 801 an der stromaufwärtigen Seite in der Axialrichtung Da und erstreckt sich zu der Innenseite in der Radialrichtung Dr.
• Wie in 4 dargestellt sind die Schlitze 83 zu der Innenseite in der Radialrichtung Dr von den Oberflächen des Hauptkörperteils 70 und dem ersten Vorsprung 71, der sich an der Seite des Verbrennungsgas-Strömungsdurchgangs Pg befindet und der Außenseite in der Radialrichtung Dr zugewandt ist, eingelassen bzw. vertieft. Die Vielzahl von Schlitzen 83 sind jeweils in einem Bereich neben dem axialen Kanal 801, der zu der Öffnung 80a führt, in einem Abstand von der Öffnung 80a in der Umfangsrichtung Dc ausgebildet.
• Der Schlitz 83 dieser Ausführungsform hat die Form einer dünnen langen Nut, so dass er die Endfläche 71a, in welcher die Öffnungen 80a ausgebildet sind, in der Axialrichtung Da unterteilt. Die Position eines Schlitzbodens 83a des Schlitzes 83 dieser Ausführungsform, der ein Ende eines Schnitts, der relativ zu dem Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang Pg an der Außenseite ausgebildet ist, ist an einer Position näher an dem Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang Pg angeordnet als die Position, an welcher die erste Dichtungsoberfläche 721a des zweiten Vorsprungs 72 ausgebildet ist und der Position an der innersten Seite in der Radialrichtung Dr, an welcher die zweite Dichtungsoberfläche 70a ausgebildet ist.
• Wie in 7 dargestellt sind die Schlitze 83 dieser Ausführungsform zu der Innenseite in der Radialrichtung Dr von den Oberflächen des Hauptkörperteils 70 und des ersten Vorsprungs 71 an der Seite des Verbrennungsgas-Strömungsdurchgangs Pg so eingelassen bzw. vertieft, dass die Positionen der Schlitzböden 83a sich an Positionen weiter an der äußeren Seite in der Radialrichtung Dr befinden als die Positionen der Oberfläche der ersten Dichtungsoberfläche 721a, die der Außenseite in der Radialrichtung Dr und der Position der zweiten Dichtungsoberfläche 70a an der innersten Seite in der Radialrichtung Dr zugewandt ist.
• Das Dichtungselement 7 dieser Ausführungsform umfasst ein erstes Eingriffsteil 81, das sich an der stromaufwärtigen Seite in der Axialrichtung Da befindet und mit dem Übergangsteil 21 der Brennkammer 20 verbunden ist und ein zweites Eingriffsteil 82, das sich an der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da befindet und mit der inneren Abdeckung 45 der ersten Leitschaufel 41a verbunden ist.
• Das erste Eingriffsteil 81 dichtet so ab, dass die verdichtete Luft A im Inneren des Gehäuses 31 nicht zu dem Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang durch den Zwischenraum zwischen dem Auslassflansch 210 und dem Dichtungselement 7 hinaustritt. Das erste Eingriffsteil 81 dieser Ausführungsform ist aus einem Hauptkörperteil 70, dem dritten Vorsprung 73 und dem vierten Vorsprung 74 gebildet.
• Das erste Eingriffsteil 81 dieser Ausführungsform ist so strukturiert, dass der Umfangsflanschabschnitt 210a von der Radialrichtung Dr in eine Nut eingepasst ist, die durch die Oberfläche des Hauptkörperteils 70, das der stromaufwärtigen Seite in der Axialrichtung Da zugewandt ist, die Oberfläche des dritten Vorsprungs 73, der der Außenseite in der Radialrichtung Dr zugewandt ist, und der zweiten Dichtungsoberfläche 70a des vierten Vorsprungs 74, ausgebildet ist. Folglich ist die zweite Dichtungsoberfläche 70a in den Oberflächen, die miteinander in Kontakt sind, der Oberfläche des Umfangsflanschabschnitts 210a, der der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da zugewandt ist, und der Oberfläche des Hauptkörperteils 70, das der stromaufwärtigen Seite in der Axialrichtung Da zugewandt ist, ausgebildet.
• Das zweite Eingriffsteil 82 bringt den Vorsprung 424 und das Dichtungselement 7 miteinander in Eingriff und dichtet so, dass die verdichtete Luft A im Inneren des Gehäuses 31 nicht von dem Zwischenraum zwischen dem Vorsprung 424 und dem Dichtungselement 7 zu dem Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang Pg hinaustritt. Das zweite Eingriffsteil 82 dieser Ausführungsform ist aus dem Hauptkörperteil 70, dem ersten Vorsprung 71 und dem zweiten Vorsprung 72 gebildet.
• Insbesondere ist das zweite Eingriffsteil 82 dieser Ausführungsform eine Nut, die durch die Oberfläche des Hauptkörperteils 70, das der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da zugewandt ist, der Oberfläche des ersten Vorsprungs 71, der der Innenseite in der Radialrichtung Dr zugewandt ist, und der ersten Dichtungsoberfläche 721a des zweiten Vorsprungs 72, ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform ist der Vorsprung 424 in die Nut, welche das zweite Eingriffsteil 82 ist, von der stromabwärtigen Seite zu der stromaufwärtigen Seite in der Axialrichtung Da hinein eingesetzt bzw. eingepasst. In diesem Fall ist die erste Dichtungsoberfläche 721a in Kontakt mit der Oberfläche des Vorsprungs 424, der der Innenseite in der Radialrichtung Dr zugewandt ist. Das Dichtungselement 7 ist mit dem Auslassflansch 210 des Übergangsteils 21 und dem Vorsprung 424 der inneren Abdeckung 45 durch das erste Eingriffsteil 81 und das zweite Eingriffsteil 82 in Eingriff. Somit ist die Dichteigenschaft zwischen dem Dichtungselement 7 und dem Auslassflansch 210 beibehalten bzw. aufrechterhalten.
• Als nächstes werden Arbeitsweisen der Gasturbine 1 beschrieben.
• Gemäß der Gasturbine 1 dieser Ausführungsform tritt die verdichtete Luft A von dem Verdichter 10 in den Raum im Inneren des Gehäuses 31 der Turbine 30 ein und wird der Brennkammer 20 zugeführt. In der Brennkammer 20 wird der von der Außenseite zugeführte Brennstoff zusammen mit der verdichteten Luft A im Inneren des Brennkammerkorbs 22a verbrannt, um das Verbrennungsgas G zu erzeugen. Das Verbrennungsgas G strömt durch das Übergangsteil 21 in den Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang Pg der Turbine 30 hinein. Während es durch den Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang Pg hindurchtritt, kommt das Verbrennungsgas G mit den Laufschaufelhauptkörpern 37 in Kontakt und dreht die Turbinenwelle 33 um die Wellenachse Ar herum.
• Ein Teil des Verbrennungsgases G, das durch den Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang Pg hindurchströmt, strömt von dem Übergangsteil 21 in den Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang Pg hinein. Während dieses Prozesses trifft das Verbrennungsgas G auf den vorderen Rand 421 des Leitschaufelhauptkörpers 42 auf und ein Teil des Verbrennungsgases G wird dadurch durch den Zwischenraum, der zwischen dem hinteren Ende 211 des Übergangsteils 21 und der inneren Abdeckung 45 ausgebildet ist, eingefangen und strömt in den Hohlraum C hinein. Folglich ist von den Oberflächen des Hauptkörperteils 70 und des ersten Vorsprungs 71 des Dichtungselements 7, das dem Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang Pg zugewandt ist, ein bestimmter Bereich in der Umfangsrichtung, der die Endfläche 71a des ersten Vorsprungs 71 umfasst, der der Position an der stromaufwärtigen Seite in der Axialrichtung Da des vorderen Rands 421 des Leitschaufelhauptkörpers 42 zugewandt ist, dem Verbrennungsgas G mit hoher Temperatur ausgesetzt.
• Während einem Normalbetrieb der Gasturbine 1 ist der Druck im Inneren des Gehäuses 31 höher als der Druck im Inneren des Hohlraums C, der mit dem Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang Pg kommuniziert. Somit wird der Auslassflansch 210 durch den Differenzdruck zwischen der verdichteten Luft A und dem Verbrennungsgas G gegen das Dichtungselement 7 an der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da so gedrückt, dass das Dichtungselement 7 mit dem Auslassflansch 210 durch das erste Eingriffsteil 81 in Eingriff ist.
• Das Dichtungselement 7 ist mit dem Vorsprung 424 durch das zweite Eingriffsteil 82 in Eingriff. Die erste Dichtungsoberfläche 721a des Kontaktdichtungselements 721, das in dem zweiten Vorsprung 72 vorgesehen ist, wird gegen die Oberfläche des Vorsprungs 424, die der Innenseite in der Radialrichtung Dr zugewandt ist, gepresst. Somit ist der Zwischenraum zwischen der ersten Dichtungsoberfläche 721a und der Oberfläche des Vorsprungs 424, der der Innenseite in der Radialrichtung Dr zugewandt ist, abgedichtet.
• In diesem Zustand strömt ein Teil der verdichteten Luft A, die von dem Verdichter 10 in das Innere des Gehäuses 31 eintritt, in den Kühlkanal 80 des Dichtungselements 7 hinein und kühlt dadurch das Dichtungselement 7.
• Insbesondere strömt die verdichtete Luft A im Inneren des Gehäuses 31 von dem Einströmanschluss 80b in den axialen Kanal 801 hinein, strömt durch den radialen Kanal 802 und wird von der Öffnung 80a in den Hohlraum C hinein ausgestoßen. Somit sind das Hauptkörperteil 70 und der erste Vorsprung 71, die dem Verbrennungsgas G ausgesetzt sind, gekühlt.
• Gemäß dem Dichtungselement 7, wie es oben beschrieben wurde, ist der Zwischenraumbildungsabschnitt 71b, der von der Endfläche 71a vorsteht, so vorgesehen, dass selbst wenn die Endfläche 71a und die seitliche Endfläche 461 der inneren Abdeckung 45 sich einander annähern die Öffnungen 80a davor bewahrt werden können blockiert zu sein. Insbesondere verursachen die Unterschiede der thermischen Längung bzw. Dehnung des Übergangsteils 21, der inneren Abdeckung 45 und des Dichtungselements 7, dass sich die innere Abdeckung 45 und das Dichtungselement 7 einander in der Axialrichtung Da so annähern, dass der Zwischenraum zwischen der Endfläche 71a des Dichtungselements 7 und der seitlichen Endfläche 461 der inneren Abdeckung 45 reduziert ist. Folglich können die Öffnungen 80a, die in der Endfläche 71a vorgesehen sind, aufgrund der Endfläche 71a und der seitlichen Endfläche 461, die miteinander in Kontakt kommen, blockiert sein.
• Bei dieser Ausführungsform steht jedoch der Zwischenraumbildungsabschnitt 71b weiter zu der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da vor als die Endfläche 71a, in welcher die Öffnungen 80a ausgebildet sind. Somit kommt, selbst wenn der Zwischenraum zwischen der Endfläche 71a des ersten Vorsprungs 71 und der seitlichen Endfläche 461 der inneren Abdeckung 45 reduziert ist, der Zwischenraumbildungsabschnitt 71b in Kontakt mit der seitlichen Endfläche 461 bevor die Öffnungen 80a blockiert sind. Somit kann ein Raum vor (an der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da) den Öffnungen 80a so stabil sichergestellt sein, dass die benötigte Kühlluft von den Öffnungen 80a stabil und kontinuierlich ausgetragen werden kann, selbst wenn der Zwischenraum zwischen der Endfläche 71a und der seitlichen Endfläche 461 reduziert ist.
• Insbesondere dient der Zwischenraumbildungsabschnitt 71b als ein Stopper für die Öffnungen 80a in der Axialrichtung Da. Somit verbleibt ein bestimmter Zwischenraum zuverlässig zwischen der seitlichen Endfläche 461 und der Endfläche 71a, in welcher die Öffnungen 80a ausgebildet sind. Auf diese Weise wird ein Blockieren der Öffnungen 80a durch Vorsehen des Zwischenraumbildungsabschnitts 71b verhindert. Dementsprechend kann die verdichtete Luft A als Kühlluft stabil durch die axialen Kanäle 801 und die radialen Kanäle 802 hindurchtreten. Folglich kann das Dichtungselement 7 stabil und kontinuierlich gekühlt sein.
• Wenn das Dichtungselement 7 an der Außenseite in der Radialrichtung Dr relativ zu dem Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang Pg angeordnet ist, kann ein direkter Kontakt des Dichtungselements 7 mit dem Verbrennungsgas G mit hoher Temperatur, das durch den Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang Pg hindurchströmt, verhindert werden. Somit ist das Dichtungselement 7 nur teilweise dem Verbrennungsgas G, das durch den Zwischenraum zwischen dem hinteren Ende 211 des Übergangsteils 21 und der Endfläche 71a der inneren Abdeckung 45 hindurch strömt, ausgesetzt. Folglich kann das Dichtungselement 7 davor bewahrt werden eine hohe Temperatur zu erreichen.
• Die Öffnungen 80a, die in der Endfläche 71a vorgesehen sind, sind in der stromaufwärtigen Seite des vorderen Rands 421 in der Axialrichtung Da so ausgebildet, dass die Position der Öffnung 80a in der Umfangsrichtung Dc der Position entspricht, an welcher der vordere Rand 421 des Leitschaufelhauptkörpers 42 ausgebildet ist. Somit kann das Dichtungselement 7, das eine hohe Temperatur erreicht, wenn das Verbrennungsgas G, das auf den vorderen Rand 421 des Leitschaufelhauptkörpers 42 auftrifft, eingefangen wird, gekühlt werden.
• Insbesondere wird, wenn das Verbrennungsgas G auf den vorderen Rand 421 auftritt, das Verbrennungsgas G in der Nähe der stromaufwärtigen Seite des vorderen Rands 421 in der Axialrichtung Da eingefangen und es ist wahrscheinlich, dass das Verbrennungsgas G durch den Zwischenraum zwischen dem hinteren Ende 211 des Übergangsteils 21 und der Endfläche 71a der inneren Abdeckung 45 in den Hohlraum C hineinströmt. Folglich erreicht das Hauptkörperteil 70 und der erste Vorsprung 71, in der Nähe der stromaufwärtigen Seite des vorderen Rands 421 in der Axialrichtung Da, teilweise hohe Temperaturen aufgrund des Überleitens von Verbrennungsgas G.
• Es ist daher nicht nötig, die Kühlkanäle 80 entlang der gesamten Länge des ersten Vorsprungs 71 in der Umfangsrichtung Dc anzuordnen. Dementsprechend sind Kühlkanäle 80 teilweise in der Nähe der Position an der stromaufwärtigen Seite in der Axialrichtung Da, die dem vorderen Rand 421 entspricht, vorgesehen, und Öffnungen 80a sind an den Enden der Kühlkanäle 80 an der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da vorgesehen. Somit kann das Dichtungselement 7 durch effizientes Zuführen der Kühlluft zu diesen Teilen des Hauptkörperteils 70 und des ersten Vorsprungs 71, die hohe Temperaturen erreichen, gekühlt werden. Mit anderen Worten sollte das Dichtungselement 7 weiter an der Außenseite als der Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang Pg angeordnet sein, und die Kühlkanäle 80 sollten mindestens teilweise in der Umfangsrichtung Dc angeordnet sein. Auf diese Weise kann die Strömungsrate der Kühlluft in dem Dichtungselement 7 als Gesamte reduziert werden. Dementsprechend kann die Strömungsrate der verdichteten Luft A, die als Kühlluft verwendet wird, so reduziert werden, dass eine Leistungsverschlechterung der Gasturbine 1 weiter vermieden werden kann.
• Wenn der Zwischenraumbildungsabschnitt 71b so ausgebildet ist, dass er sich an beiden Seiten des vorbestimmten Bereichs der Endfläche 71a, in welcher die Öffnungen 80a ausgebildet sind, in der Umfangsrichtung Dc befindet, können die Öffnungen 80a in der Nähe des Zwischenraumbildungsabschnitts 71b angeordnet sein. Somit kann ein Raum vor den Öffnungen 80a mit hoher Präzision durch den Zwischenraumbildungsabschnitt 71b sichergestellt sein. Daher kann ein Blockieren der Öffnungen 80a verhindert werden und die verdichtete Luft A als Kühlluft kann stabiler durch die axialen Kanäle 801 und die radialen Kanäle 802 hindurchtreten. Dementsprechend kann das Dichtungselement 7 stabiler und kontinuierlicher gekühlt werden.
• Das Hauptkörperteil 70 und der erste Vorsprung 71 sind teilweise in der Umfangsrichtung Dc gekühlt, wenn die verdichtete Luft A durch die axialen Kanäle 801 und die radialen Kanäle 802 hindurchströmt. Folglich tritt eine Temperaturverteilung in der Umfangsrichtung Dc im Inneren des Hauptkörperteils 70 und des ersten Vorsprungs 71 zwischen Abschnitten, wo die Kühlkanäle 80 ausgebildet sind und den umgebenden Abschnitten, auf. Dementsprechend tritt eine Verteilung von thermischen Spannungen in der Umfangsrichtung Dc im Inneren des Dichtungselements 7 auf, was in einer Verformung aufgrund eines Unterschieds der thermischen Ausdehnung bzw. Dehnung resultiert.
• Jedoch kann ein Ausbilden der Schlitze 83, die in der Radialrichtung Dr in dem Hauptkörperteil 70 und dem ersten Vorsprung 71 eingelassen bzw. vertieft sind, die Festigkeit bzw. Steifigkeit des Hauptkörperteils 70 und des ersten Vorsprungs 71 reduzieren. Folglich kann sich das Dichtungselement 7 einfach verformen, um die Verformung, die im Inneren des Hauptkörperteils 70 und des ersten Vorsprungs 71 aufgrund der Verteilung von thermischen Spannungen in der Umfangsrichtung Dc auftritt, zu absorbieren.
• Der Schlitzboden 83a ist an der Seite näher an dem Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang Pg angeordnet als das Ende an der Innenseite in der Radialrichtung Dr der zweiten Dichtungsoberfläche 70a, die in dem Hauptkörperteil 70 (dem Ende des Auslassflanschs 210 an der Innenseite in der Radialrichtung Dr) ausgebildet ist, und ist an der Seite näher an dem Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang Pg angeordnet als die erste Dichtungsoberfläche 721a des Kontaktdichtungselements 721, das in dem ersten Vorsprung 71 angeordnet ist. Somit kann der Schlitz 83 ausgebildet sein, während der abgedichtete Zustand durch die erste Dichtungsoberfläche 721a und die zweite Dichtungsoberfläche 70a aufrechterhalten ist.
• Während das innere Dichtungselement 7a, das mit der inneren Abdeckung 45 an der Innenseite in der Radialrichtung Dr in Eingriff ist, hauptsächlich oben beschrieben wurde, ist dieselbe Beschreibung auf das äußere Dichtungselement 7b, das mit der äußeren Abdeckung an der Außenseite in der Radialrichtung Dr in Eingriff ist, genauso anwendbar.
• Modifiziertes Beispiel der ersten Ausführungsform
• Dieses modifizierte Beispiel unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in der Struktur um den Zwischenraumbildungsabschnitt des Dichtungselements 7 herum. Die Ausgestaltung ist ansonsten dieselbe wie bei der ersten Ausführungsform. Im Folgenden wird dieses modifizierte Beispiel mit Bezug auf 8 und 9 nur hinsichtlich der Struktur, die sich von der der ersten Ausführungsform unterscheidet, beschrieben. 8 ist eine Schnittansicht des Dichtungselements 7 in einem Querschnitt, der den Schlitz 83 umfasst von der Umfangsrichtung aus betrachtet und den Schnitt IX-IX in 9 darstellt. 9 ist eine Ansicht, die den Schnitt VIII-VIII in 8 darstellt. Die folgende Beschreibung des Dichtungselements 7 ist auf das innere Dichtungselement 7a gerichtet, dasselbe Konzept ist aber genauso auf das äußere Dichtungselement 7b anwendbar.
• Wie bei der ersten Ausführungsform ist das Dichtungselement 7, das in diesem modifizierten Beispiel dargestellt ist, an der Außenseite des Verbrennungsgas-Strömungsdurchgangs Pg angeordnet. Das Dichtungselement 7 ist in dem Hohlraum C, der in dem Zwischenraum zwischen dem Übergangsteil 21 und der inneren Abdeckung 45 der ersten Leitschaufel 41a ausgebildet ist, angeordnet.
• Wie in 8 dargestellt ist ein Zwischenraumbildungsabschnitt 71c des Dichtungselements 7 dieses modifizierten Beispiels in der Endfläche 71a, die sich an dem stromabwärtigen Ende des ersten Vorsprungs 71 in der Axialrichtung Da befindet und der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da zugewandt ist, ausgebildet. Der Zwischenraumbildungsabschnitt 71c ist in der Endfläche 71a weiter an der Innenseite in der Radialrichtung Dr ausgebildet als die Öffnung 80a. Der Zwischenraumbildungsabschnitt 71c steht von der Endfläche 71a zu der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da vor. Der Zwischenraumbildungsabschnitt 71c ist integral mit der Endfläche 71a ausgebildet. Der Zwischenraumbildungsabschnitt 71c erstreckt sich in der Umfangsrichtung Dc.
• Wie in 9 dargestellt ist der Zwischenraumbildungsabschnitt 71c an der Innenseite in der Radialrichtung Dr relativ zu den Öffnungen 80a der Kühlkanäle 80, die in der Endfläche 71a ausgebildet sind, ausgebildet. Wie bei der ersten Ausführungsform müssen die Kühlkanäle 80 nicht über den bzw. in dem gesamten Bereich in der Umfangsrichtung Dc angeordnet sein, sondern sollten zumindest teilweise in der Umfangsrichtung Dc angeordnet sein. Das Konzept, dass die Kühlkanäle 80 in einem bestimmten Bereich in der Umfangsrichtung Dc, der die Position an der stromaufwärtigen Seite in der Axialrichtung Da umfasst, an welcher der Kühlkanal 80 dem vorderen Rand 421 des Leitschaufelhauptkörpers 42 zugewandt ist, angeordnet ist, ist dasselbe wie bei der ersten Ausführungsform.
• Der Zwischenraumbildungsabschnitt 71c kann wie bei diesem modifizierten Beispiel über dem gesamten Bereich in der Umfangsrichtung Dc der Endfläche 71a des ersten Vorsprungs 71 an der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da vorgesehen sein, oder kann nur in einigen Bereichen in der Umfangsrichtung Dc vorgesehen sein. Dieses modifizierte Beispiel ist dasselbe wie die erste Ausführungsform insoweit als die Schlitze 83 in dem Hauptkörperteil 70 und dem ersten Vorsprung 71 in regelmäßigen Intervallen in der Umfangsrichtung Dc ausgebildet sind.
• Gemäß diesem modifizierten Bespiel kommt, selbst wenn die innere Abdeckung 45 und das Dichtungselement 7 einander in der Axialrichtung Da aufgrund der Differenzen der thermischen Dehnung des Übergangsteils 21, der inneren Abdeckung 45 und des Dichtungselements 7 annähern, die Endfläche des Zwischenraumbildungsabschnitts 71c an der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da in Kontakt mit der seitlichen Endfläche 461 der inneren Abdeckung 45 bevor die Endfläche 71a mit der seitlichen Endfläche 461 in Kontakt kommt. Dementsprechend verbleibt ein Zwischenraum zuverlässig vor (an der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung) den Öffnungen 80a, so dass die Öffnungen 80a nicht blockiert sind. Somit dient der Zwischenraumbildungsabschnitt 71c als ein Stopper zum Verhindern eines Blockierens der Öffnungen 80a in der Axialrichtung Da.
• Zweite Ausführungsform
• Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf 10 beschrieben.
• Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform, indem das Dichtungselement so angeordnet ist, dass es dem Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang Pg zugewandt ist, und indem die Struktur des Dichtungselements, die den Zwischenraumbildungsabschnitt umfasst, geändert ist. 10 ist eine vergrößerte Ansicht von Hauptteilen um das Dichtungselement dieser Ausführungsform herum.
• Die Komponenten, die dieselben sind, wie bei der ersten Ausführungsform werden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, während die detaillierte Beschreibung davon weggelassen wird. Bei der zweiten Ausführungsform wird, wie bei der ersten Ausführungsform, ein Dichtungselement 9 (inneres Dichtungselement 9a), das mit der inneren Abdeckung 45 an der Innenseite in der Radialrichtung Dr in Eingriff ist, beschrieben, aber dasselbe Konzept ist genauso auf ein Dichtungselement 9 (äußeres Dichtungselement 9b), das mit der äußeren Abdeckung 43 an der Außenseite in der Radialrichtung Dr in Eingriff ist, anwendbar.
• Wie mit dem Dichtungselement 7 der ersten Ausführungsform hat das Dichtungselement 9 in 10 eine Struktur, die durch ein Hauptkörperteil 90, einen ersten Vorsprung 91, einen zweiten Vorsprung 92, einen dritten Vorsprung 93 und einen vierten Vorsprung 94 gebildet ist. Bei der zweiten Ausführungsform ist jedoch das Dichtungselement 9 zwischen dem Übergangsteil 21 und der inneren Abdeckung 45 angeordnet. Das Dichtungselement 9 hat den ersten Vorsprung 91, der dem Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang Pg zugewandt ist und ein Teil des Verbrennungsgas-Strömungsdurchgangs Pg bildet. Somit ist eine äußere Oberfläche (Gaspfadoberfläche 911) des ersten Vorsprungs 91, der dem Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang Pg zugewandt ist, dem Verbrennungsgas G mit hoher Temperatur ausgesetzt.
• In dem ersten Vorsprung 91 des Dichtungselements 9 sind Kühlkanäle 100, die sich in der Axialrichtung Da erstrecken, angeordnet. Jedoch sind im Unterschied zu den Kühlkanälen der ersten Ausführungsform, die Kühlkanäle 100 der zweiten Ausführungsform entlang der gesamten Oberfläche des ersten Vorsprungs 91 in der Umfangsrichtung Dc in vorbestimmten Intervallen in der Umfangsrichtung Dc angeordnet. Öffnungen 100a, die mit den Kühlkanälen 100 verbunden sind, sind in einer Endfläche 91a des ersten Vorsprungs 91, der sich an der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da befindet, ausgebildet. Es ist genauso wie bei der ersten Ausführungsform, dass die verdichtete Luft A, die als Kühlluft verwendet wird, von dem Raum im Inneren des Gehäuses 31 in Einströmanschlüsse 100b, die an dem Ende des Hauptkörperteils 90 des Dichtungselements 9 ausgebildet sind, das sich an der Innenseite in der Radialrichtung Dr befindet, zugeführt wird, und dass die Einströmanschlüsse 100b mit den Kühlkanälen 100 kommunizieren.
• Ein Zwischenraumbildungsabschnitt 91b, der von der Endfläche 91a zu der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da vorsteht, ist in der Endfläche 91a des ersten Vorsprungs 91, der sich an der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da befindet, ausgebildet. Die Zwischenraumbildungsabschnitte 91b sind nebeneinander in Intervallen in der Umfangsrichtung Dc vorgesehen und sind integral mit der Endfläche 91a ausgebildet. Die Endfläche des Zwischenraumbildungsabschnitts 91b, der der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da zugewandt ist, ist der seitlichen Endfläche 461, die in der seitlichen Wand 46 der ersten Leitschaufel 41a ausgebildet ist, die neben der stromabwärtigen Seite des Zwischenraumbildungsabschnitts 91b in der Axialrichtung Da ist, mit einem verbleibenden Zwischenraum dazwischen zugewandt.
• 11 ist eine Draufsicht auf das Dichtungselement 9, von der Radialrichtung Dr von der Seite des Verbrennungsgas-Strömungsdurchgangs Pg in 10 aus betrachtet. Die Kühlkanäle 100 erstrecken sich in der Axialrichtung Da im Inneren des ersten Vorsprungs 91 des Dichtungselements 9. Die Kühlkanäle 100 sind in vorbestimmten Intervallen in der Umfangsrichtung Dc angeordnet. Die Öffnungen 100a sind in der Endfläche 91a an der stromabwärtigen Seite der Kühlkanäle 100 in der Axialrichtung Da ausgebildet. Der Zwischenraumbildungsabschnitt 91b ist in der Umfangsrichtung Dc neben der Endfläche 91a ausgebildet, in welcher die Öffnungen 100a angeordnet sind. Der Zwischenraumbildungsabschnitt 91b steht zu der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da relativ zu der Endfläche 91a vor. Bei diesem in 11 dargestellten Beispiel sind die Zwischenraumbildungsabschnitte 91b jeweils zwischen den Kühlkanälen 100, die in der Umfangsrichtung Dc nebeneinander sind, vorgesehen. Zudem sind bei dem in 11 dargestellten Beispiel die Zwischenraumbildungsabschnitte 91b so vorgesehen, dass sie neben jedem Kühlkanal 100 von beiden Seiten in der Umfangsrichtung Dc vorgesehen sind. Jedoch kann bei dem in 11 dargestellten Beispiel ein Zwischenraumbildungsabschnitt 91c in der Umfangsrichtung Dc für eine Vielzahl von Kühlkanälen 100 und Öffnungen 100a vorgesehen sein.
• In dem Fall der zweiten Ausführungsform sind die Kühlkanäle 100 über den gesamten Bereich des ersten Vorsprungs 91 in der Umfangsrichtung Dc so angeordnet, dass die Breite bzw. Brandbreite einer Temperaturverteilung bzw. einer Temperaturstreuung in der Umfangsrichtung Dc nicht so große ist, wie bei der ersten Ausführungsform. Dementsprechend muss, in dem Fall des Dichtungselements 9 der zweiten Ausführungsform, das Hauptkörperteil 90 und der erste Vorsprung 91 nicht mit den Schlitzen 83 versehen sein, die thermische Spannungen in der Umfangsrichtung Dc absorbieren.
• Gemäß der Struktur der zweiten Ausführungsform kommt, wie mit der ersten Ausführungsform, selbst wenn sich die innere Abdeckung 45 und das Dichtungselement 9 einander in der Axialrichtung Da aufgrund der Unterschiede der thermischen Dehnung des Übergangsteils 21, der inneren Abdeckung 45 und des Dichtungselements näher kommen, die Endfläche des Zwischenraumbildungsabschnitts 91b an der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da in Kontakt mit der seitlichen Endfläche 461 der inneren Abdeckung 45 bevor die Endfläche 91a in Kontakt mit der seitlichen Endfläche 461 kommt. Dementsprechend verbleibt ein Zwischenraum vor (an der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da) den Öffnungen 100a, und die Öffnungen 100a sind nicht blockiert. Somit dient der Zwischenraumbildungsabschnitt 91b als ein Stopper für die Öffnungen 100a in der Axialrichtung Da, so dass ein bestimmter Zwischenraum zuverlässig zwischen der seitlichen Endfläche 461 und der Endfläche 91, in welcher die Öffnungen 100a angeordnet sind, verbleibt.
• Modifiziertes Beispiel der zweiten Ausführungsform
• Dieses modifizierte Beispiel zeigt ein modifiziertes Beispiel des Dichtungselements, das bei der zweiten Ausführungsform eingesetzt ist. Die Struktur um den Zwischenraumbildungsabschnitt des Dichtungselements des modifizierten Beispiels der zweiten Ausführungsform ist grundsätzlich dieselbe wie die des modifizierten Beispiels der ersten Ausführungsform. Das Dichtungselement 9 des modifizierten Beispiels der zweiten Ausführungsform wird unter Verwendung von 12 und 13 beschrieben. Bei diesem modifizierten Beispiel wird auch das innere Dichtungselement 9a im Folgenden beschrieben. Dasselbe Konzept ist genauso auf das äußere Dichtungselement 9b anwendbar. 12 zeigt einen Querschnitt des Dichtungselements 9 von der Umfangsrichtung Dc aus betrachtet, und 13 zeigt den Schnitt (Schnitt X-X in 12) der Endfläche 91a von der stromaufwärtigen Seite zu der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da aus betrachtet.
• Wie bei der zweiten Ausführungsform ist das Dichtungselement 9 dieses modifizierten Beispiels zwischen dem Übergangsteil 21 und der inneren Abdeckung 45 angeordnet. Das Dichtungselement 9 hat den ersten Vorsprung 91, der dem Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang Pg zugewandt ist und ein Teil des Verbrennungsgas-Strömungsdurchgangs Pg bildet. Somit ist die äußere Oberfläche (Gaspfadoberfläche 911) des ersten Vorsprungs 91, der dem Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang Pg zugewandt ist, dem Verbrennungsgas G mit hoher Temperatur ausgesetzt.
• Wie in 12 dargestellt ist ein Zwischenraumbildungsabschnitt 91c des Dichtungselements 9, der in diesem modifizierten Beispiel dargestellt ist, in der Endfläche 91a des ersten Vorsprungs 91, der sich an der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da befindet, weiter an der Innenseite in Radialrichtung Dr ausgebildet, als die Öffnung 100a. Der Zwischenraumbildungsabschnitt 91c steht von der Endfläche 91a zu der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung davor, ist integral mit der Endfläche 91a in der Umfangsrichtung Dc ausgebildet, und erstreckt sich in der Umfangsrichtung Dc.
• Jedoch ist das Dichtungselement 9, das in dem modifizierten Beispiel der zweiten Ausführungsform dargestellt ist, von dem Dichtungselement 7, das in dem modifizierten Beispiel der ersten Ausführungsform dargestellt ist, unterschiedlich, indem die Kühlkanäle unterschiedlich angeordnet sind und indem die Schlitze nicht vorgesehen sind. Insbesondere sind, wie oben beschrieben, die Vielzahl von Kühlkanälen 100 dieses modifizierten Beispiels über den gesamten Bereich des ersten Vorsprungs 91 in der Umfangsrichtung Dc ausgebildet. Demgegenüber sind bei dem modifizierten Beispiel der ersten Ausführungsform die Kühlkanäle 100 teilweise in einigen Bereichen in der Umfangsrichtung Dc angeordnet. Wie in 13 dargestellt sind in dem Fall des modifizierten Beispiels der ersten Ausführungsform die Schlitze 83 vorgesehen, um thermische Spannungen des Dichtungselements 7 in der Umfangsrichtung Dc zu absorbieren. In dem Fall dieses modifizierten Beispiels ist es nicht nötig die Schlitze 83 vorzusehen, da die Temperaturverteilung in der Umfangsrichtung Dc gering ist.
• Gemäß der Struktur dieses modifizierten Beispiels kommt, wie bei den anderen Ausführungsformen, die Endfläche des Zwischenraumbildungsabschnitts 91c an der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da zuerst mit der seitlichen Endfläche 461, die der Endfläche zugewandt ist, in Kontakt. Dementsprechend verbleibt ein Zwischenraum vor (an der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung Da) den Öffnungen 100a, und die Öffnungen 100a sind nicht blockiert. Somit dient der Zwischenraumbildungsabschnitt 91c als ein Stopper für die Öffnungen 100a in der Axialrichtung Da, so dass ein bestimmter Zwischenraum zuverlässig zwischen der seitlichen Endfläche 461 und der Endfläche 91a, in welcher die Öffnungen 100a angeordnet sind, verbleibt.
• Während die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben wurden, sind die Komponenten, die Kombinationen davon, etc., die in jeder Ausführungsform beschrieben sind, nur Beispiele und Hinzufügungen, Auslassungen, Substitutionen und andere Änderungen können bei diesen Komponenten im Umfang des Geistes der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden. Die vorliegende Erfindung ist nicht durch die Ausführungsformen begrenzt, sondern ist nur durch den Umfang der Ansprüche begrenzt.
• Die Zwischenraumbildungsabschnitte 71b, 71c, 91b, 91c sind nicht auf die Form begrenzt, in welcher, wie bei den obigen Ausführungsformen, der Zwischenraumbildungsabschnitt neben den Öffnungen 80a, 100a in der Umfangsrichtung Dc angeordnet ist. Die Zwischenraumbildungsabschnitte 71b, 71c, 91b, 91c sollten zumindest in der Lage sein, einen Raum zwischen Endflächen 71a, 91a, in welchen die Öffnungen 80a, 100a vorgesehen sind, und der seitlichen Endfläche 461 der inneren Abdeckung 45 so auszubilden, dass die Öffnungen 80a, 100a nicht blockiert sind.
• Bei den obigen Ausführungsformen haben die Öffnungen 80a, 100a, die in einer Anordnung in der Umfangsrichtung Dc ausgebildet sind, dieselbe Form aber die Öffnungen 80a, 100a sind nicht auf dieses Beispiel begrenzt. Die Öffnungen 80a, 100a können eine willkürliche Form gemäß der Position in der Umfangsrichtung Dc aufweisen. Beispielsweise können die Öffnungen 80a, 100a, die an der stromaufwärtigen Seite des vorderen Rands 421 in der Axialrichtung Da ausgebildet sind, eine größere Größe aufweisen, während die Öffnungen 80a, 100a, die an Positionen mit Ausnahme der stromaufwärtigen Seite des vorderen Rands 421 in der Axialrichtung Da ausgebildet sind, eine geringere Größe aufweisen können.
• Industrielle Anwendbarkeit
• Gemäß dem oben beschriebenen Dichtungselement kann Kühlluft durch das Dichtungselement hindurchtreten ohne die Öffnungen zu blockieren, so dass das Dichtungselement stabil und kontinuierlich gekühlt sein kann.
• Bezugszeichenliste

1

Gasturbine

A

verdichtete Luft

10

Verdichter

20

Brennkammer

Ac

Achslinie

Da

Axialrichtung

21

Übergangsteil

210

Auslassflansch

210a

Umfangsflanschabschnitt

211

hinteres Ende

22

Brennstoffzuführeinheit

22a

Brenner- bzw. Brennkammerkorb

30

Turbine

Dc

Umfangsrichtung

Dr

Radialrichtung

31

Gehäuse

Ar

Wellenachse

33

Turbinenwelle

34

Wellenhauptkörper

35

Laufschaufelreihe

36

Laufschaufel

37

Laufschaufelhauptkörper

38

Plattform

39

Laufschaufelfuß

40

Leitschaufelreihe

41

Leitschaufel

42

Leitschaufelhauptkörper

43

äußere Abdeckung

45

innere Abdeckung

40a

erste Leitschaufelreihe

41a

erste Leitschaufel

421

vorderer Rand

44

Abdeckungshauptkörper

441

Gaspfadoberfläche

46

seitliche Wand

461

seitliche Endfläche

424

Vorsprung

50

Laufschaufelring

52

Wärmeschildring

60

Ringsegment

G

Verbrennungsgas

Pg

Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang

7, 9

Dichtungselement

C

Hohlraum

70, 90

Hauptkörperteil

71, 9

erster Vorsprung

71a, 91a

Endfläche

71b, 71c, 91b, 91c

Zwischenraumbildungsabschnitt

72, 92

zweiter Vorsprung

721, 921

Kontaktdichtungselement

721a

erste Dichtungsoberfläche

73, 93

dritter Vorsprung

74, 94

vierter Vorsprung

70a, 90a

zweite Dichtungsoberfläche

80, 100

Kühlkanal

80a, 100a

Öffnung

801

axialer Kanal

802

radialer Kanal

80b, 100b

Einströmanschluss

81

erstes Eingriffsteil

82

zweites Eingriffsteil

83

Schlitz

83a

Schlitzboden

Claims (6)

1. Ein Dichtungselement, das zwischen einer Brennkammer, die um eine Wellenachse herum angeordnet ist, und einer Leitschaufel, die an der stromabwärtigen Seite in einer Axialrichtung angeordnet ist und ein Teil eines Verbrennungsgas-Strömungsdurchgangs definiert, durch welchen Verbrennungsgas strömt, vorgesehen ist, und das einen Spalt bzw. Zwischenraum zwischen der Brennkammer und der Leitschaufel abdichtet, wobei das Dichtungselement aufweist: eine Endfläche, die der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung so zugewandt ist, dass sie einer seitlichen Endfläche der Leitschaufel, die der stromaufwärtigen Seite in der Axialrichtung zugewandt ist, zugewandt ist, Kühlkanäle, durch welche Kühlluft von einer Vielzahl von Öffnungen, die in der Endfläche in einer Anordnung in einer auf der Wellenachse basierenden Umfangsrichtung angeordnet sind, ausgetragen wird, und einen Zwischenraumbildungsabschnitt, der weiter zu der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung vorsteht als die Endfläche, in welcher die Öffnungen ausgebildet sind.
2. Das Dichtungselement gemäß Anspruch 1, wobei das Dichtungselement an der Außenseite des Verbrennungsgas-Strömungsdurchgangs angeordnet ist.
3. Das Dichtungselement gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Kühlkanäle in einem bestimmten Bereich in der Umfangsrichtung, der eine Position an der stromaufwärtigen Seite in der Axialrichtung umfasst, an welcher der Kühlkanal einem vorderen Rand der Leitschaufel zugewandt ist, die der stromaufwärtigen Seite in der Axialrichtung zugewandt ist, ausgebildet sind.
4. Das Dichtungselement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Zwischenraumbildungsabschnitt in der Umfangsrichtung neben der Öffnung angeordnet ist.
5. Das Dichtungselement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Schlitz, der in einer auf der Wellenachse basierenden Radialrichtung eingelassen bzw. vertieft ist, in einem Bereich neben der Öffnung ausgebildet ist.
6. Das Dichtungselement gemäß Anspruch 5 ferner mit: einem ersten Eingriffsteil, das sich an der stromaufwärtigen Seite in der Axialrichtung befindet und mit der Brennkammer verbunden ist, und einem zweiten Eingriffsteil, das sich an der stromabwärtigen Seite in der Axialrichtung befindet und mit einem ringförmigen Vorsprung, der sich von der seitlichen Endfläche der Leitschaufel zu der stromaufwärtigen Seite in der Axialrichtung erstreckt, verbunden ist, wobei das zweite Eingriffsteil eine ringförmige Dichtungsoberfläche aufweist, die zwischen dem zweiten Eingriffsteil und dem Vorsprung ausgebildet ist, der Schlitz in der Radialrichtung von der Seite des Verbrennungsgas-Strömungsdurchgangs eingelassen bzw. vertieft ist, und ein Ende des Schlitzes, das an der relativ zu dem Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang äußeren Seite ausgebildet ist, an einer Position angeordnet ist, die sich näher an dem Verbrennungsgas-Strömungsdurchgang befindet als die Position, an welcher die Dichtungsoberfläche ausgebildet ist.

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