-
Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtungsvorrichtung, eine Gasturbine und eine Luftfahrzeug-Antriebsmaschine, um zu verhindern, dass Gas mit hoher Temperatur von einem Spalt bzw. Zwischenraum zwischen einer Turbinenleitschaufel und einer Turbinenlaufschaufel in einen Turbinenkörper, beispielsweise bei einer Gasturbine hineingeht bzw. eindringt, bei welcher eine Verbrennung durch Zuführen von Brennstoff zu verdichteter Luft mit hoher Temperatur und hohem Druck bewirkt und Rotationskraft durch Zuführen des erzeugten Verbrennungsgases zu einer Turbine erlangt wird.
-
Hintergrund
-
Eine übliche Gasturbine ist aus einem Verdichter, einer Brennkammer und einer Turbine gebildet. Der Verdichter verdichtet von einem Lufteintrag-Anschluss eingetragene Luft, um verdichtete Luft mit hoher Temperatur und hohem Druck zu erzeugen. Durch Zuführen von Brennstoff zu dieser verdichteten Luft, um eine Verbrennung zu bewirken, erzeugt die Brennkammer Verbrennungsgas mit hoher Temperatur und hohem Druck. Die Turbine wird durch dieses Verbrennungsgas angetrieben und treibt einen damit koaxial verbundenen Generator an.
-
In der Turbine wird ein Rotor durch das in der Brennkammer erzeugte Verbrennungsgas mit hoher Temperatur und hohem Druck, das durch eine Vielzahl von Turbinenleitschaufeln und Turbinenlaufschaufeln, die in einem Verbrennungsgasdurchgang vorhanden sind, hindurchtritt, drehend angetrieben. Eine Dichtungsvorrichtung, eine sogenannte Rand- bzw. Kranzdichtung, ist vorgesehen, um dieses Verbrennungsgas daran zu hindern von einem Spalt zwischen einer Turbinenlaufschaufel und einer Turbinenleitschaufel in einen Turbinenkörper hineinzugehen. Diese Randdichtung verhindert das Eindringen des Verbrennungsgases durch Zuführen von Spülluft zu einem Scheibenhohlraum, der in einem Spalt zwischen einer Turbinenlaufschaufel und einer Turbinenleitschaufel ausgebildet ist, und durch Ausstoßen der Spülluft in diesen Scheibenhohlraum zu dem Spalt zwischen der Turbinenlaufschaufel und der Turbinenleitschaufel. Solche Randdichtungen umfassen beispielsweise eine Randdichtung, die in der unten zitierten Patentschrift 1, beschrieben ist.
-
Zitationsliste
-
- Patentschrift 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung Publikationsnummer: 2010-077868
-
Zusammenfassung
-
Technisches Problem
-
In einem Verbrennungsgasdurchgang sind eine Vielzahl Turbinenleitschaufeln und Turbinenlaufschaufeln in vorbestimmten Intervallen in einer Umfangsrichtung angeordnet, und eine ungleichmäßige Druckverteilung in der Umfangsrichtung ist aufgrund dieser Vielzahl von Turbinenleitschaufeln und Turbinenlaufschaufeln gebildet. In einem Hochdruckbereich geht das Verbrennungsgas von einem Spalt bzw. Zwischenraum zwischen einer Turbinenlaufschaufel und einer Turbinenleitschaufel in die Turbine, und in einem Niederdruckbereich, dringt Spülluft in dem Scheibenhohlraum von dem Spalt zwischen der Turbinenlaufschaufel und der Turbinenleitschaufel in den Verbrennungsgasdurchgang ein. Somit ist es, wie in der oben erwähnten Patentschrift 1 beschrieben, schwierig, selbst wenn mehrere Dichtungen darin angeordnet sind, das Verbrennungsgas ausreichend daran zu hindern von Spalten zwischen den Turbinenlaufschaufeln und Turbinenleitschaufeln einzudringen. Erhöhen der Menge von Spülluft, um das Verbrennungsgas an dem Eindringen zu hindern, kann angedacht werden, aber diese Spülluft wird von dem Verdichter abgezweigt und somit wird die Turbineneffizienz reduziert.
-
Die vorliegende Erfindung löst die oben beschriebenen Probleme und zielt darauf ab, eine Dichtungsvorrichtung für eine Gasturbine, eine Gasturbine und eine Luftfahrzeug-Antriebsmaschine vorzuschlagen, welche ihre Turbineneffizienz durch Reduzieren von Verbrennungsgas, das in ihre Turbinenkörper eindringt, mit einer geringen Menge von Spülluft, verbessern kann.
-
Lösung für das Problem
-
Um das oben beschriebene Ziel zu erreichen, umfasst eine Dichtungsvorrichtung für eine Gasturbine bei der vorliegenden Erfindung einen Dichtungsabschnitt, der zwischen einer Plattform einer Turbinenlaufschaufel und einer inneren Abdeckung einer Turbinenleitschaufel vorgesehen ist, und einen Akustikdämpfer, der einen geschlossenen Raumabschnitt aufweist, der über eine Öffnung mit einem Scheibenhohlraum kommuniziert, der zwischen der Turbinenlaufschaufel und der Turbinenleitschaufel vorgesehen ist.
-
Daher werden, wenn das Verbrennungsgas in dem Verbrennungsgasdurchgang versucht von dem Zwischenraum zwischen der Plattform und der inneren Abdeckung in die Turbine hinein einzudringen, das Verbrennungsgas und seine Druckwelle über die Öffnung in den geschlossenen Raumabschnitt eingetragen, und akustische Energie aufgrund dieser Druckwelle wird durch eine Resonanz darin gedämpft. Folglich wird die nicht einheitliche Druckverteilung in der Umfangsrichtung in dem Verbrennungsgasdurchgang in eine einheitliche Druckverteilung in der Umfangsrichtung durch Dämpfen umgewandelt, bevor der Dichtungsabschnitt erreicht ist. Das Verbrennungsgas, das in den Turbinenkörper hinein eindringt kann mit einer geringeren Menge von Spülluft als bisher reduziert werden und die Gasturbineneffizienz kann verbessert sein.
-
Bei der Dichtungsvorrichtung für eine Gasturbine der vorliegenden Erfindung ist der geschlossene Raumabschnitt an einer inneren Seite der inneren Abdeckung in einer Radialrichtung angeordnet.
-
Daher kann, da der geschlossene Raumabschnitt an der inneren Abdeckung angeordnet ist, welche eine stationäre Seite ist, die Struktur vereinfacht sein.
-
Bei der Dichtungsvorrichtung für eine Gasturbine der vorliegenden Erfindung hat der Dichtungsabschnitt einen ersten Dichtungsabschnitt, der durch Anordnen der Plattform weiter innen in der Radialrichtung als die innere Abdeckung mit einem vorbestimmten Zwischenraum von der inneren Abdeckung gebildet ist und die Öffnung ist dem ersten Dichtungsabschnitt in einer Turbinen-Axialrichtung zugewandt.
-
Daher kann, durch die Öffnung des geschlossenen Raumabschnitts, der dem ersten Dichtungsabschnitt zugewandt vorgesehen ist, das Verbrennungsgas, das von dem Zwischenraum zwischen der Plattform und der inneren Abdeckung in die Turbine hinein eindringt, über die Öffnung geeignet in den geschlossenen Raumabschnitt eingetragen werden. Somit kann akustische Energie aufgrund der Druckwelle des Verbrennungsgases in dem geschlossenen Raumabschnitt geeignet gedämpft werden.
-
Bei der Dichtungsvorrichtung für eine Gasturbine der vorliegenden Erfindung weist der Dichtungsabschnitt einen ersten Dichtungsabschnitt, der durch Anordnen der Plattform weiter innen in der Radialrichtung als die innere Abdeckung mit einem vorbestimmten Zwischenraum von der inneren Abdeckung gebildet ist, und einen zweiten Dichtungsabschnitt, der in der Radialrichtung weiter innen vorgesehen ist als der erste Dichtungsabschnitt, auf, wobei die Öffnung an einer äußeren Seite des zweiten Dichtungsabschnitts in der Radialrichtung angeordnet ist.
-
Daher kann, durch die Öffnung des geschlossenen Raumabschnitts, die an der äußeren Seite des zweiten Dichtungsabschnitts vorgesehen ist, das Verbrennungsgas, das von dem Zwischenraum zwischen der Plattform und der inneren Abdeckung in die Turbine hinein eindringt, über die Öffnung in den geschlossenen Raumabschnitt geeignet eingetragen werden, bevor das Verbrennungsgas den zweiten Dichtungsabschnitt erreicht. Somit kann akustische Energie aufgrund der Druckwelle des Verbrennungsgases in dem geschlossenen Raumabschnitt geeignet gedämpft werden.
-
Bei der Dichtungsvorrichtung für eine Gasturbine der vorliegenden Erfindung weist der Dichtungsabschnitt einen ersten Dichtungsabschnitt, der durch Anordnen der Plattform weiter innen in der Radialrichtung als die innere Abdeckung mit einem vorbestimmten Zwischenraum von der inneren Abdeckung gebildet ist, und einen zweiten Dichtungsabschnitt, der in der Radialrichtung weiter innen vorgesehen ist als der erste Dichtungsabschnitt, auf, wobei die Öffnung zwischen dem ersten Dichtungsabschnitt und dem zweiten Dichtungsabschnitt in der Radialrichtung vorgesehen ist.
-
Daher wird, durch die Öffnung des geschlossenen Raumabschnitts, die zwischen dem ersten Dichtungsabschnitt und dem zweiten Dichtungsabschnitt vorgesehen ist, das Verbrennungsgas, das von dem Zwischenraum zwischen der Plattform und der inneren Abdeckung in die Turbine hinein eindringt, über die Öffnung geeignet in den geschlossenen Raumabschnitt eingetragen. Somit kann akustische Energie aufgrund der Druckwelle des Verbrennungsgases in dem geschlossenen Raumabschnitt geeignet gedämpft werden.
-
Bei der Dichtungsvorrichtung für eine Gasturbine der vorliegenden Erfindung weist der Dichtungsabschnitt einen ersten Dichtungsabschnitt, der durch Anordnen der Plattform weiter innen in der Radialrichtung als die innere Abdeckung mit einem vorbestimmten Zwischenraum von der inneren Abdeckung gebildet ist, und einen zweiten Dichtungsabschnitt, der in der Radialrichtung weiter innen vorgesehen ist als der erste Dichtungsabschnitt, auf, wobei die Öffnung eine erste Öffnung, die dem ersten Dichtungsabschnitt in einer Turbinen-Axialrichtung zugewandt vorgesehen ist, und eine zweite Öffnung, die an einer äußeren Seite des zweiten Dichtungsabschnitts in der Radialrichtung vorgesehen ist, aufweist.
-
Daher wird, durch die erste Öffnung und die zweite Öffnung des geschlossenen Raumabschnitts, der entsprechend dem ersten Dichtungsabschnitt und dem zweiten Dichtungsabschnitt, die an unterschiedlichen Positionen sind, vorgesehen ist, das Verbrennungsgas, das von dem Zwischenraum zwischen der Plattform und der inneren Abdeckung in die Turbine hineingeht, über die jeweiligen Öffnungen geeignet in den geschlossenen Raumabschnitt hinein eingetragen. Somit kann akustische Energie aufgrund der Druckwelle des Verbrennungsgases in dem geschlossenen Raumabschnitt geeignet gedämpft werden.
-
Bei der Dichtungsvorrichtung für eine Gasturbine der vorliegenden Erfindung weist der geschlossene Raumabschnitt einen ersten geschlossenen Raumabschnitt, der an einer äußeren Seite in der Radialrichtung positioniert ist, und einen zweiten geschlossenen Raumabschnitt, der an einer inneren Seite in der Radialrichtung positioniert ist, auf, wobei die erste Öffnung in dem ersten geschlossenen Raumabschnitt vorgesehen ist und die zweite Öffnung in dem zweiten geschlossenen Raumabschnitt vorgesehen ist.
-
Somit kann, durch die zwei geschlossenen Raumabschnitte, die entsprechend den zwei Öffnungen vorgesehen sind, die Druckwelle des Verbrennungsgases, das durch die entsprechenden Öffnungen in die geschlossenen Raumabschnitte eingetragen ist, geeignet gedämpft werden.
-
Bei der Dichtungsvorrichtung für eine Gasturbine der vorliegenden Erfindung ist der geschlossene Raumabschnitt an einer inneren Seite der Plattform in der Radialrichtung angeordnet.
-
Daher kann, da der geschlossene Raumabschnitt an der Plattform vorgesehen ist, welche eine bewegliche Seite ist, die Druckwelle des Verbrennungsgases geeignet gedämpft werden.
-
Bei der Dichtungsvorrichtung für eine Gasturbine der vorliegenden Erfindung ist der Dichtungsabschnitt durch Erstrecken einer Dichtungsrippe bzw. eines Dichtungsflügels weiter nach innen in der Radialrichtung als die innere Abdeckung mit einem vorbestimmten Zwischenraum von der inneren Abdeckung und Erstrecken der Dichtungsrippe von der Seite der Plattform gebildet, wobei der geschlossene Raumabschnitt in der Radialrichtung weiter innen vorgesehen ist als die Dichtungsrippe, und wobei die Öffnung in der Dichtungsrippe vorgesehen ist.
-
Daher kann, durch Vorsehen des geschlossenen Raumabschnitts und der Öffnung durch die Dichtungsrippe, eine Verkomplizierung der Struktur verhindert sein.
-
Bei der Dichtungsvorrichtung für eine Gasturbine der vorliegenden Erfindung ist der geschlossene Raumabschnitt durch eine vordere Dichtungsplatte und eine hintere Dichtungsplatte in einer Axialrichtung an einer inneren Seite der Plattform in der Radialrichtung vorgesehen, und die Öffnung ist in der hinteren Dichtungsplatte vorgesehen.
-
Daher kann, durch Bilden des Akustikdämpfers unter Verwendung des existierenden Raumabschnitts, eine Verkomplizierung der Struktur und eine Erhöhung der Kosten verhindert sein.
-
Bei der Dichtungsvorrichtung für eine Gasturbine der vorliegenden Erfindung ist der geschlossene Raumabschnitt entlang einer Umfangsrichtung vorgesehen.
-
Daher kann, in dem Umfangsrichtungsbereich der Turbinenlaufschaufel und der Turbinenleitschaufel, die Druckwelle des Verbrennungsgases geeignet gedämpft sein bzw. werden.
-
Bei der Dichtungsvorrichtung für eine Gasturbine der vorliegenden Erfindung ist der geschlossene Raumabschnitt mehrfach in der Umfangsrichtung durch eine Partitionsplatte bzw. Trennplatte unterteilt.
-
Daher kann, durch das Vorsehen der Partitionsplatte in dem geschlossenen Raumabschnitt, eine Festigkeit davon verbessert sein.
-
Eine Gasturbine der vorliegenden Erfindung ist eine Gasturbine mit einem Verdichter, einer Brennkammer und einer Turbine. Die Dichtungsvorrichtung für die Gasturbine ist in der Turbine vorgesehen.
-
Daher kann, durch das Verbrennungsgas und seine Druckwelle, die durch den Akustikdämpfer gedämpft ist, das Eindringen des Verbrennungsgases in den Turbinenkörper, mit einer geringeren Menge Spülluft als herkömmlich, reduziert sein bzw. werden, und die Gasturbineneffizienz kann verbessert sein.
-
Eine Luftfahrzeug-Antriebsmaschine der vorliegenden Erfindung ist eine Luftfahrzeug-Antriebsmaschine mit einem Verdichter, einer Brennkammer und einer Turbine. Die Dichtungsvorrichtung für die Gasturbine ist in der Turbine vorgesehen.
-
Daher kann, durch das Verbrennungsgas und seine Druckwelle, die durch den Akustikdämpfer gedämpft ist, das Eindringen des Verbrennungsgases in den Turbinenkörper hinein mit einer geringeren Menge Spülluft als herkömmlich, reduziert sein bzw. werden, und die Gasturbineneffizienz kann verbessert sein.
-
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
-
Bei einer Dichtungsvorrichtung für eine Gasturbine, einer Gasturbine und einer Luftfahrzeug-Antriebsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung werden, da ein Akustikdämpfer mit einem geschlossenen Raumabschnitt, der über eine Öffnung mit einem Scheibenhohlraum kommuniziert, der zwischen einer Turbinenlaufschaufel und einer Turbinenleitschaufel vorgesehen ist, ein Verbrennungsgas und seine Umfangsrichtungs-Druckwelle durch den Akustikdämpfer gedämpft. Dadurch kann das Verbrennungsgas mit einer geringeren Menge Spülluft als herkömmlich, daran gehindert werden in einen Turbinenkörper hineinzugehen, und die Gasturbineneffizienz davon kann verbessert sein.
-
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
1 ist eine Schnittansicht, die eine Dichtungsvorrichtung für eine Gasturbine einer ersten Ausführungsform zeigt.
-
2 ist ein schematisches Diagramm, das eine Gesamtausgestaltung der Gasturbine zeigt.
-
3 ist eine Schnittansicht, die eine Dichtungsvorrichtung für eine Gasturbine einer zweiten Ausführungsform zeigt.
-
4 ist eine Schnittansicht, die eine Dichtungsvorrichtung für eine Gasturbine einer dritten Ausführungsform zeigt.
-
5 ist eine Schnittansicht, die eine Dichtungsvorrichtung für eine Gasturbine einer vierten Ausführungsform zeigt.
-
6 ist eine Schnittansicht, die eine Dichtungsvorrichtung für eine Gasturbine einer fünften Ausführungsform zeigt.
-
7 ist eine Schnittansicht, die eine Dichtungsvorrichtung für eine Gasturbine einer sechsten Ausführungsform zeigt.
-
8 ist ein schematisches Diagramm, das einen Raumabschnitt eines Laufschaufelfußabschnitts an einer Seite einer Plattform zeigt.
-
9 ist ein schematisches Diagramm, das eine Gesamtausgestaltung einer Luftfahrzeug-Antriebsmaschine zeigt.
-
Beschreibung der Ausführungsformen
-
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen einer Dichtungsvorrichtung für eine Gasturbine, eine Gasturbine und eine Luftfahrzeug-Antriebsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht durch diese Ausführungsformen begrenzt und wenn es eine Vielzahl von Ausführungsformen gibt, umfasst die vorliegende Erfindung diese, die durch eine Kombination der jeweiligen Ausführungsformen gebildet ist.
-
[Erste Ausführungsform]
-
2 ist ein schematisches Diagramm, das eine Gesamtausgestaltung einer Gasturbine einer ersten Ausführungsform zeigt.
-
Die Gasturbine der ersten Ausführungsform ist wie in 2 dargestellt aus einem Verdichter 11, einer Brennkammer 12 und einer Turbine 13 gebildet. Ein nicht dargestellter Generator ist koaxial mit dieser Gasturbine verbunden und Elektrizität kann dadurch erzeugt werden.
-
Der Verdichter 11 hat einen Lufteintraganschluss 20, durch welchen Luft eingetragen wird, eine Einlassleitschaufel („inlet guid vane” IGV) 22, die in einem Verdichtergehäuse 21 angeordnet ist, eine Vielzahl von Verdichterleitschaufeln 23 und eine Vielzahl von Verdichterlaufschaufeln 24, die abwechselnd in einer Strömungsrichtung von Luft (eine Axialrichtung des Rotor 32, der später beschrieben wird) angeordnet sind, und eine Zapfluftkammer 25, die außerhalb davon vorgesehen ist. Durch Verdichten der von dem Lufteintraganschluss 20 eingetragenen Luft erzeugt der Verdichter 11 verdichtete Luft mit hoher Temperatur und hohem Druck, welche einem Gehäuse 14 zugeführt wird.
-
Der Brennkammer 12 wird verdichtete Luft mit hoher Temperatur und hohem Druck, die durch den Verdichter 11 verdichtet ist und in dem Gehäuse 14 gespeichert ist, und Brennstoff zugeführt, die Brennkammer verbrennt diese und erzeugt dabei Verbrennungsgas. Die Turbine 13 hat eine Vielzahl von Turbinenleitschaufeln 27 und eine Vielzahl von Turbinenlaufschaufeln 28, welche abwechselnd in einer Strömungsrichtung (die Axialrichtung des Rotors 32, der später beschrieben wird) des Verbrennungsgases in einem Turbinengehäuse 26 angeordnet sind. Eine Abgaskammer 30 ist stromabwärts von diesem Turbinengehäuse 26 über ein Abgasgehäuse 29 angeordnet, und die Abgaskammer 30 hat einen Abgasdiffusor 31, der mit der Turbine 13 verbunden ist. Diese Turbine 13 wird durch das Verbrennungsgas von der Brennkammer 12 angetrieben, um den damit koaxial verbundenen Generator anzutreiben.
-
Der Rotor (Rotorwelle) 32 ist in dem Verdichter 11, der Brennkammer 12 und der Turbine 13 so angeordnet, dass er durch einen Mittelabschnitt der Abgaskammer 30 hindurchtritt. Ein Endabschnitt des Rotors 32 an der Seite des Verdichters 11 ist durch eine Lagerung 33 frei drehbar getragen und ein Endabschnitt des Rotors 32 an der Seite der Abgaskammer 30 ist durch eine Lagerung 34 frei drehbar getragen. Mehrere Scheiben, welche mit den jeweiligen Turbinenlaufschaufeln 24 installiert sind, überlappen sich miteinander und sind an diesem Rotor 32 in dem Verdichter 11 befestigt. Ferner überlappen sich mehrere Scheiben miteinander, welche mit den jeweiligen Turbinenlaufschaufeln 28 installiert sind, und sind in der Turbine 13 daran befestigt, und eine Antriebswelle des Generators ist mit dem Endabschnitt davon an der Seite der Abgaskammer 30 verbunden.
-
In dieser Gasturbine ist das Verdichtergehäuse 21 des Verdichters 11 durch einen Fußabschnitt 35 getragen, das Turbinengehäuse 26 der Turbine 13 ist durch einen Fußabschnitt 36 getragen und die Abgaskammer 30 ist durch einen Fußabschnitt 37 getragen.
-
Daher wird in dem Verdichter 11 die von dem Lufteintraganschluss 20 eingetragene Luft in der Einlassleitschaufel 22 und der Vielzahl von Verdichterleitschaufeln 23 und Verdichterlaufschaufeln 24 in verdichtete Luft mit hoher Temperatur und hohem Druck dadurch, dass sie hindurchtritt und verdichtet wird, umgewandelt bzw. umgesetzt. In der Brennkammer 12 wird ein vorbestimmter Brennstoff zu dieser verdichteten Luft zugeführt und eine Verbrennung wird ausgeführt. In der Turbine 13 tritt das durch die Brennkammer 12 erzeugte Verbrennungsgas mit hoher Temperatur und hohem Druck durch die Vielzahl von Turbinenleitschaufeln 27 und Turbinenlaufschaufeln 28 der Turbine 13 hindurch, um den Rotor 32 drehend anzutreiben, und der mit diesem Rotor 32 verbundenen Generator wird angetrieben. Das Verbrennungsgas wird zu der Atmosphäre ausgestoßen, nachdem es durch die Umwandlung von kinetischer Energie in Druck durch den Abgasdiffusor 31 der Abgaskammer 30 verlangsamt ist.
-
Im Folgenden wird eine Dichtungsvorrichtung für eine Gasturbine der ersten Ausführungsform mit Bezug auf die Turbine 13 der Gasturbine, die wie oben beschrieben. ausgestaltet ist, beschrieben. 1 ist eine Schnittansicht, die die Dichtungsvorrichtung für die Gasturbine der ersten Ausführungsform darstellt.
-
Bei der Dichtungsvorrichtung für die Gasturbine der ersten Ausführungsform sind wie in 1 dargestellt mehrere Turbinenscheiben 41 in vorbestimmten Intervallen entlang der Axialrichtung des Rotors 32 mit dem Rotor 32 verbunden (siehe 2) um integral damit drehbar zu sein. Mehrere Turbinenlaufschaufeln 28 sind an einem äußeren Umfangsabschnitt der Turbinenscheibe 41 in vorbestimmten Intervallen in einer Umfangsrichtung davon befestigt. Die Turbinenscheibe 41, ist also scheibenförmig und hat mehrere Einpass- bzw. Befestigungsnuten (Darstellung davon ist weggelassen), die in dem äußeren Umfangsabschnitt in gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung ausgebildet sind, wobei mehrere Einpassnuten entlang der Axialrichtung verlaufen. Ein Laufschaufelabschnitt der Turbinenlaufschaufel 28 ist integral mit einer Plattform 42 vorgesehen, um nach oben (nach außen) vorzustehen und ein Schaufelfußabschnitt 43 der Turbinenlaufschaufel 28, der in die Einpassnut einpassbar bzw. befestigbar ist, ist integral unter der Plattform 42 ausgebildet. Daher ist die Turbinenlaufschaufel 28 in der Turbinenscheibe 41 durch den Laufschaufelfußabschnitt 43, der verschiebbar in die Einpassnut eingepasst ist, installiert. Ferner ist ein Raumabschnitt 44 zwischen den jeweiligen Laufschaufelfußabschnitten 43, die in der Umfangsrichtung aneinander angrenzend sind, durch eine vordere Dichtungsplatte (eine Darstellung davon ist weggelassen) und eine hintere Dichtungsplatte 45 geschlossen.
-
Die Turbinenleitschaufel 27 hat einen nahen Endabschnitt, der an einer inneren Abdeckung 46, die ringförmig ist, befestigt ist und einen entfernten Endabschnitt, der an einer äußeren Abdeckung (eine Darstellung davon ist weggelassen), die ringförmig ist, befestigt ist. Die Turbinenleitschaufeln 27 sind zwischen den jeweiligen Turbinenlaufschaufeln 28 in der Axialrichtung angeordnet, sind zwischen den inneren Abdeckungen 46 und den äußeren Abdeckungen, die gemeinsam eine zylindrische Form bilden, getragen und sind in vorbestimmten Intervallen der Umfangsrichtung befestigt. Die äußere Abdeckung ist in dem Turbinengehäuse 26 über einen Leitschaufelring (eine Darstellung davon ist weggelassen) getragen. Ein Dichtungsring-Haltering 47 ist innerhalb der inneren Abdeckung 46 befestigt. Der Dichtungsring-Rückhaltring 47 hat eine Dichtung (eine Darstellung davon ist weggelassen), der einem Randabschnitt der Turbinenscheibe 41, die innerhalb des Dichtungsring-Rückhaltering 47 positioniert ist, zugewandt vorgesehen ist.
-
Eine Dichtungsvorrichtung 50 dieser Ausführungsform umfasst einen ersten Dichtungsabschnitt 51, der zwischen der Plattform 42 der Turbinenlaufschaufel 28 und der inneren Abdeckung 46 der Turbinenleitschaufel 27 vorgesehen ist, und einen Akustikdämpfer 55 mit einem geschlossenen Raumabschnitt 54, der über eine Öffnung 53 mit einem Scheibenhohlraum 52, der zwischen der Turbinenlaufschaufel 28 und Turbinenleitschaufel 27 vorgesehen ist, kommuniziert. In diesem Fall sind der erste Dichtungsabschnitt 51 und der geschlossene Raumabschnitt 54 in der Umfangsrichtung kontinuierlich.
-
Die Dichtungsvorrichtung 50 reduziert Gas mit hoher Temperatur (Verbrennungsgas) G, das in den Scheibenhohlraum 52, der zwischen der Turbinenlaufschaufel 28 und der Turbinenleitschaufel 27 ausgebildet ist, eindringt. Das Gas mit hoher Temperatur G strömt in der Axialrichtung durch den Gasdurchgang, in welchem die Turbinenlaufschaufel 28 und die Turbinenleitschaufel 27 angeordnet sind. Die Dichtungsvorrichtung 50 reduziert Gas mit hoher Temperatur g, das in der Nähe des Laufschaufelfußabschnitts 43 der Turbinenlaufschaufel 28 und um den Rotor 32 herum eindringt, durch das Gas mit hoher Temperatur g, das zu dem Scheibenholraum 152 gewalzt bzw. eingewalzt ist, wobei das Gas mit hoher Temperatur g ein Teil des Gases mit hoher Temperatur G ist, das von dem Gas mit hoher Temperatur G abgezweigt bzw. abgetrennt ist.
-
Die Turbinenlaufschaufel 28 ist mit einem ersten Pufferhohlraum 61 versehen, wobei der erste Pufferhohlraum 61 in einer Strömungsrichtung des Gases mit hoher Temperatur G stromabwärtsseitig der Plattform 42 vorgesehen ist. Dieser erste Pufferhohlraum 61 ist ein vertiefter bzw. zurückgesetzter Abschnitt, der in der Strömungsrichtung des Gases mit hoher Temperatur G einem Turbinenleitschaufelrand 62 in der inneren Abdeckung 46 der Turbinenleitschaufeln 27 zugewandt gebildet ist.
-
Der erste Pufferhohlraum 61 ist zwischen einem stromabwärtigen Endabschnitt 42a der Plattform 42, die dem Gasdurchgang zugewandt ist, und einer ersten Dichtungsrippe bzw. einem ersten Dichtungsflügel 63, die zu dem Scheibenhohlraum 52 von dieser Plattform 42 an einer inneren Seite in der Radialrichtung davon vorsteht, vorgesehen. Daher hat der erste Pufferhohlraum 61 eine Form, die in der Umfangsrichtung die Strömung des Gases mit hoher Temperatur g in einem Eintrittspfad vereinheitlicht bzw. vergleichmäßigt, durch welchen das Gas mit hoher Temperatur g, das von der Strömung des Gases mit hoher Temperatur G abgezweigt ist, den Schreiben Hohlraum 52 erreicht.
-
Der erste Dichtungsabschnitt 51 erhöht durch Verschmälern des Strömungskanalquerschnitts, den Strömungskanalwiderstand des Gases mit hoher Temperatur G, das in einer Radialrichtung nach innen geht, also zu dem Scheibenhohlraum 52. Der erste Dichtungsabschnitt 51 ist durch die erste Dichtungsrippe 63 und den Turbinenleitschaufelrand 62 in der Strömungsrichtung des Gases mit hoher Temperatur G ausgebildet. Diese erste Dichtungsrippe 63 erstreckt sich in der Strömungsrichtung des Gases mit hoher Temperatur G von einer inneren Seite in der Radialrichtung des ersten Pufferhohlraums 61 in der Plattform 42 stromabwärts, und ein entfernter Endabschnitt der ersten Dichtungsrippe 63 ist in der Radialrichtung nach außen gebogen und steht nach außen vor. Diese erste Dichtungsrippe 63 ist so angeordnet, dass sie sich mit dem Turbinenleitschaufelrand 62 mit einem vorbestimmten Spalt bzw. Zwischenraum davon in der Radialrichtung überlappt, wobei sich der Turbinenleitschaufelrand 62 in der Strömungsrichtung des Gases mit hoher Temperatur G von der inneren Abdeckung 46 stromaufwärts erstreckt.
-
Der Akustikdämpfer 55 ist an einer inneren Seite der inneren Abdeckung 46 der Turbinenleitschaufel 27 in der Radialrichtung angeordnet. Der Dichtungsring-Rückhaltering 47 ist innerhalb der inneren Abdeckung 46 befestigt, und eine Pufferplatte 64 ist an einer stromaufwärtigen Seite der Strömungsrichtung des Gases mit hoher Temperatur G in der inneren Abdeckung 46 und dem Dichtungsring-Rückhaltering 47 angeordnet. Diese Pufferplatte 64 ist durch eine Spiralfeder 65 und eine Tragwelle 66 getragen und bildet einen Inner-Leitschaufelströmungskanal 67, dadurch, dass sie mit dem Dichtungsring-Rückhaltring 47 durch eine Vorspannkraft in engem Kontakt ist.
-
Die Pufferplatte 64 hat einen Plattenhauptkörper 64a und einen Partitionsabschnitt bzw. einen Trennungsabschnitt 64b, der eine L-förmige Querschnittsform aufweist. Der Plattenhauptkörper 64a hat einen unteren Endabschnitt, der mit dem Dichtungsring-Rückhaltering 47 in engem Kontakt ist, einen oberen Endabschnitt, der sich zu einer inneren Fläche des Turbinenleitschaufelrands 62 erstreckt (innere Abdeckung 46), und einen entfernten Endabschnitt, der in der Strömungsrichtung des Gases mit hoher Temperatur G stromaufwärts gebogen ist und sich stromaufwärts erstreckt, um eine Rippe bzw. einen Flügel 64c zu bilden. Daher ist die Öffnung 53 durch die innere Fläche des Turbinenleitschaufelrands 62 und einer äußeren Fläche der Rippe 64c, die angeordnet ist, um sich mit einem vorbestimmten Zwischenraum dazwischen in der Radialrichtung miteinander zu überlappen, gebildet.
-
Ferner ist der geschlossene Raumabschnitt 54 durch einen oberen Endabschnitt des Partitionsabschnitts 64b der Pufferplatte 64, die mit einem von der inneren Fläche der inneren Abdeckung 46 nach innen vorstehenden Vorsprung 46a in engem Kontakt ist, gebildet. Dieser geschlossene Raumabschnitt 54 kommuniziert mit dem Scheibenhohlraum 52 über die Öffnung 53. In diesem Fall ist die Öffnung 53 dem ersten Dichtungsabschnitt 51 in der Strömungsrichtung (Turbinen-Axialrichtung) des Gases mit hoher Temperatur G zugewandt.
-
Dieser geschlossene Raumabschnitt 54 ist durch die innere Abdeckung 46 und die Pufferplatte 64 gebildet und ist kontinuierlich entlang der Umfangsrichtung vorgesehen. Der geschlossene Raumabschnitt 54 muss nicht kontinuierlich entlang der Umfangsrichtung vorgesehen sein. Beispielsweise kann der geschlossene Raumabschnitt 54 mehrfach in der Umfangsrichtung durch Vorsehen von Partitionsplatten 68 in vorbestimmten Intervallen in der Umfangsrichtung in dem geschlossenen Raumabschnitt 54 unterteilt sein. Ferner können eine Vielzahl von geschlossenen Raumabschnitten in der Umfangsrichtung intermittierend vorgesehen sein. Darüber hinaus kann die Öffnung 53 in der Umfangsrichtung kontinuierlich sein, oder kann in vorbestimmten Intervallen vorgesehen sein. In diesem Fall ist die Öffnung 53 bevorzugt an zumindest einer dem ersten Dichtungsabschnitt 51 in der Axialrichtung (Strömungsrichtung des Gases mit hoher Temperatur G) gegenüberliegenden Position vorgesehen.
-
Dieser Akustikdämpfer 55 dämpft eine Druckwelle durch Eintragen des Gases mit hoher Temperatur g und der Druckwelle von der Öffnung 53 in den geschlossenen Raumabschnitt 54 in den Eintragspfad hinein, durch welchen das Gas mit hoher Temperatur g, das von der Strömung des Gases mit hoher Temperatur G abgezweigt ist, den Scheibenhohlraum 52 erreicht. Eine Länge und ein Betrag bzw. eine Größe des Zwischenraums der Öffnung 53 und eine Form und ein Volumen des geschlossenen Raumabschnitts 54 sind im Vorhinein gemäß einer Wellenanzahl einer Umfangsrichtung-Druckverteilung des Gases mit hoher Temperatur G eingestellt.
-
Ferner trägt die oben beschriebene Dichtungsvorrichtung 50 verdichtete Luft als ein Dichtfluid in den Scheibenhohlraum 52 durch einen Inner-Leitschaufelströmungskanal (eine Darstellung davon ist weggelassen), der in der Turbinenleitschaufel 27 ausgebildet ist, hinein ein. Kühlluft (verdichtete Luft) C, die von dem Verdichter 11 extrahiert ist (siehe 2), wird in den Inner-Leitschaufelströmungskanal 67 durch das Innere der Turbinenleitschaufeln 27 hinein eingetragen, und wird von einem Dichtluft-Zuführloch 69 ausgestoßen. Diese Kühlluft wird als Dichtluft der oben beschriebenen Dichtung verwendet. Nachdem diese Kühlluft C von dem Dichtluft-Zuführloch 69 ausgestoßen ist, wird ein Teil der Kühlluft C von der Kühlluft C abgezweigt, tritt durch einen Spalt bzw. Zwischenraum in einer Dichtung 70 hindurch, strömt in den Scheibenhohlraum 52 hinein und dient als Spülluft. Daher wird, durch Eintragen dieser Kühlluft C dort hinein, der Scheibenhohlraum 52 bei einem vorbestimmten Druck gehalten und ist herunter gekühlt.
-
Funktionen der Dichtungsvorrichtung 50 dieser Ausführungsform werden nun beschrieben.
-
Das Gas mit hoher Temperatur G strömt durch den Gasdurchgang, in welchem die Turbinenlaufschaufel 28 und die Turbinenleitschaufel 27 angeordnet sind und das Gas mit hoher Temperatur g, welches ein Teil des Gases mit hoher Temperatur G ist, wird von dem Gas mit hoher Temperatur G abgezweigt und zu dem Scheibenhohlraum 52 gewalzt. Daneben wird die Kühlluft C in den Inner-Leitschaufelströmungskanal 67 hinein durch die Turbinenleitschaufel 27 eingetragen und wird von dem Dichtluft-Zuführloch 69 ausgestoßen und anschließend strömt ein Teil der Kühlluft C durch den Spalt in der Dichtung 70 in den Scheibenhohlraum 52 hinein. Daher ist, durch Eintragen dieser Kühlluft C dort hinein, der Scheibenhohlraum 52 bei einem vorbestimmten Druck gehalten, und ein Einströmen des Gases mit hoher Temperatur g in den Scheibenhohlraum 52 hinein ist reduziert.
-
Jedoch wird, da die Vielzahl von Turbinenleitschaufeln 27 in vorbestimmten Intervallen in der Umfangsrichtung in dem Gasdurchgang angeordnet ist, eine ungleichmäßige Druckverteilung in der Umfangsrichtung stromaufwärts von den jeweiligen Turbinenleitschaufeln 27 ausgebildet. In einem Bereich mit hohem Druck gibt es ein Risiko, dass das Gas mit hoher Temperatur g von dem Spalt zwischen der Turbinenlaufschaufel 28 und der Turbinenleitschaufel 27 in den Scheibenhohlraum 52 hineingeht.
-
Die Dichtungsvorrichtung 50 reduziert das Gas mit hoher Temperatur g, das von dem Spalt zwischen der Turbinenlaufschaufel 28 und der Turbinenleitschaufel 27 in den Scheibenhohlraum 52 hinein eindringt. Das Gas mit hoher Temperatur g, das versucht von dem Spalt zwischen der Turbinenlaufschaufel 28 und der Turbinenleitschaufel 27 in den Scheibenhohlraum 52 hinein einzudringen, strömt also zuerst in den ersten Pufferhohlraum 61 hinein und die Druckverteilung davon in der Umfangsrichtung wird vergleichmäßigt bzw. abgeschwächt dadurch, dass es darin verwirbelt und gemischt wird. Als nächstes versucht das Gas mit hoher Temperatur g durch den ersten Dichtungsabschnitt 51 in den Scheibenhohlraum 52 hinein einzudringen. Da die Öffnung 53 des Akustikdämpfers 55 dem ersten Dichtungsabschnitt 51 zugewandt ist, wird ein Teil des Gases mit hoher Temperatur g, das durch den ersten Dichtungsabschnitt 51 hindurchgetreten ist, durch die Öffnung 53 in den geschlossenen Raumabschnitt 54 hinein eingetragen. Wenn das Gas mit hoher Temperatur g und seine Druckwelle in den geschlossenen Raumabschnitt 54 hinein eingetragen ist, wird eine akustische Energie aufgrund der Druckwelle des Gases mit hoher Temperatur g durch eine Resonanz in diesem geschlossenen Raumabschnitt 54 gedämpft. Folglich wird die Druckverteilung in der Umfangsrichtung weiter vergleichmäßigt, und die Menge von Gas mit hoher Temperatur g, die durch den ersten Dichtungsabschnitt 51 hindurchtritt und in den Scheibenhohlraum 52 hinein eindringt, reduziert.
-
Wie oben beschrieben sind bei der Dichtungsvorrichtung für die Gasturbine der ersten Ausführungsform der erste Dichtungsabschnitt 51, welcher zwischen der Plattform 42 der Turbinenlaufschaufel 28 und der inneren Abdeckung 46 der Turbinenleitschaufel 27 der Turbine 13 vorgesehen ist, und der Akustikdämpfer 55, welcher den geschlossenen Raumabschnitt 54 aufweist, der über die Öffnung 53 mit dem Scheibenhohlraum 52, zwischen der Turbinenlaufschaufel 28 und der Turbinenleitschaufel 27 kommuniziert, vorgesehen.
-
Daher sind, wenn das Verbrennungsgas G in dem Gasdurchgang versucht von dem Spalt zwischen der Plattform 42 und der inneren Abdeckung 46 in den Scheibenhohlraum 52 hinein einzudringen, das Verbrennungsgas G und seine Druckwelle über die Öffnung 53 in den geschlossenen Raumabschnitt 54 hinein eingetragen, und akustische Energie aufgrund dieser Druckwelle wird durch eine Resonanz darin gedämpft. Folglich wird die Umfangsrichtungs-Druckverteilung an dem ersten Dichtungsabschnitt 51 vergleichmäßigt bzw. vereinheitlicht, wobei das Verbrennungsgas G, das in den Scheibenhohlraum 52 hinein eindringt, durch eine geringere Menge Spülluft als herkömmlich reduziert wird, wodurch die Gasturbineneffizienz verbessert sein kann. Die Menge von verdichteter Luft, die von dem Verdichter 11 extrahiert wird, kann reduziert sein.
-
Bei der Dichtungsvorrichtung für die Gasturbine der ersten Ausführungsform ist der geschlossenen Raumabschnitt 54 an der inneren Seite der inneren Abdeckung 46 in der Radialrichtung vorgesehen. Daher kann, da der geschlossenen Raumabschnitt 54 an der inneren Abdeckung 46 vorgesehen ist, also an einer stationären Seite, durch effektive Verwendung des Raumabschnitts, die Struktur vereinfacht sein.
-
Bei der Dichtungsvorrichtung für die Gasturbine der ersten Ausführungsform ist der erste Dichtungsabschnitt 51 durch Anordnen der Plattform 42 weiter innen in der Radialrichtung als die innere Abdeckung 46 mit einem vorbestimmten Spalt davon vorgesehen, und die Öffnung 53 ist gegenüber des ersten Dichtungsabschnitts 51 in der Axialrichtung des Rotors 32 vorgesehen. Daher kann das Verbrennungsgas G, das von dem Spalt zwischen der Plattform 42 und der inneren Abdeckung 46 in den Scheibenhohlraum 52 hineingeht, über die Öffnung 53 in den geschlossenen Raumabschnitt 54 geeignet hinein eingetragen werden, und akustische Energie aufgrund der Druckwelle des Verbrennungsgases G kann in diesem geschlossenen Raumabschnitt 54 geeignet gedämpft sein bzw. werden.
-
Bei der Dichtungsvorrichtung für die Gasturbine der ersten Ausführungsform ist der geschlossenen Raumabschnitt 54 entlang der Umfangsrichtung vorgesehen. Daher kann in einem Umfangsrichtungsbereich der Turbinenlaufschaufel 28 und der Turbinenleitschaufel 27 die Druckwelle des Verbrennungsgases G geeignet gedämpft sein bzw. werden.
-
Bei der Dichtungsvorrichtung für die Gasturbine der ersten Ausführungsform ist der geschlossenen Raumabschnitt 54 in der Umfangsrichtung durch die Partitionsplatten 68 mehrfach unterteilt. Daher kann durch Vorsehen einer einzelnen Partitionsplatte oder mehrerer Partitionsplatten in dem geschlossenen Raumabschnitt 54 eine Festigkeit der Pufferplatte 64 verbessert sein.
-
Ferner weist bei der Gasturbine der ersten Ausführungsform die Gasturbine den Verdichter 11, die Brennkammer 12 und die Turbine 13 auf, wobei die Dichtungsvorrichtung 50 in der Turbine 13 vorgesehen ist. Daher kann durch das Verbrennungsgas G und seine Druckwelle, die durch den Akustikdämpfer 55 gedämpft ist, das Verbrennungsgas G, das in den Turbinenkörper hinein eindringt, mit einer geringeren Menge Spülluft als herkömmlich reduziert werden und die Gasturbineneffizienz kann verbessert sein.
-
[Zweite Ausführungsform]
-
3 ist eine Schnittansicht, die eine Dichtungsvorrichtung für eine Gasturbine einer zweiten Ausführungsform darstellt. Dieselben Bezugszeichen werden an Teile mit Funktionen, die dieselben sind wie die der oben beschriebenen Ausführungsform, angehängt und eine detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen.
-
Bei der zweiten Ausführungsform umfasst eine Dichtungsvorrichtung 80 wie in 3 dargestellte den ersten Dichtungsabschnitt 51, welcher zwischen der Plattform 42 der Turbinenlaufschaufel 28 und der inneren Abdeckung 46 der Turbinenleitschaufel 27 vorgesehen ist, einen zweiten Dichtungsabschnitt 71, welcher weiter innen in der Radialrichtung als der erste Dichtungsabschnitt 51 vorgesehen ist, und einen Akustikdämpfer 83, welcher einen geschlossenen Raumabschnitt 82 aufweist, der über eine Öffnung 81 mit dem Scheibenhohlraum 52, der zwischen der Turbinenlaufschaufel 28 und der Turbinenleitschaufel 27 vorgesehen ist, kommuniziert.
-
Die Turbinenlaufschaufel 28 ist mit dem ersten Pufferhohlraum 61 versehen, wobei der erste Pufferhohlraum 61 stromabwärtsseitig der Plattform 42 in der Strömungsrichtung des Gases mit hoher Temperatur G vorgesehen ist. Dieser erste Pufferhohlraum 61 ist ein vertiefter bzw. zurückgesetzter Abschnitt, der in der Strömungsrichtung des Gases mit hoher Temperatur G gegenüber dem Turbinenleitschaufelrand 62 in der inneren Abdeckung 46 der Turbinenleitschaufel 27 gebildet ist. Der erste Pufferhohlraum 61 ist durch die erste Dichtungsrippe bzw. den ersten Dichtungsflügel 63 und den Turbinenleitschaufelrand 62 gebildet.
-
Die Turbinenlaufschaufel 28 ist mit einem zweiten Pufferhohlraum 72 an einer inneren Umfangsseite der ersten Dichtungsrippe 63 versehen. Dieser zweite Pufferhohlraum 72 ist ein Raumabschnitt, der durch eine innere Umfangsfläche der ersten Dichtungsrippe 63 und eine äußere Umfangsfläche der zweiten Dichtungsrippe 73 umgeben ist. Der zweite Pufferhohlraum 72 befindet sich stromabwärts von dem ersten Pufferhohlraum 61 in einem Eintragspfad, durch welchen das Gas mit hoher Temperatur g den Scheibenhohlraum 52 erreicht.
-
Der Akustikdämpfer 83 ist an einer inneren Seite der inneren Abdeckung 46 der Turbinenleitschaufel 27 in der Radialrichtung angeordnet. Der Dichtungsring-Rückhaltering 47 ist im Inneren der inneren Abdeckung 46 befestigt, und eine Pufferplatte 84 ist an einer stromaufwärtigen Seite in der Strömungsrichtung des Gases mit hoher Temperatur G in der inneren Abdeckung 46 und dem Dichtungsring-Rückhaltering 47 angeordnet. Diese Pufferplatte 84 wird durch eine Spiralfeder 65 und die Tragwelle 66 getragen und bildet den Inner-Leitschaufelströmungskanal 67 dadurch, dass sie mit dem Dichtungsring-Rückhaltering 47 durch eine Vorspannkraft in engem Kontakt ist.
-
Die Pufferplatte 84 hat einen Plattenhauptkörper 84a und einen Partitionsabschnitt 84b mit einem L-förmigen Querschnitt. Der Plattenhauptkörper 84a weist einen unteren Endabschnitt in engem Kontakt mit dem Dichtungsring-Rückhaltering 47, einen oberen Endabschnitt, der sich zu einer inneren Fläche des Turbinenleitschaufelrands 62 (innere Abdeckung 46) erstreckt, und einen entfernten Endabschnitt, der in der Strömungsrichtung des Gases mit hoher Temperatur G stromaufwärts gebogen ist und sich stromaufwärts erstreckt, um eine Rippe bzw. einen Flügel 84c zu bilden, auf. Daher ist eine Öffnung 81 durch die innere Fläche des Turbinenleitschaufelrands 62 und eine äußere Fläche der Rippe 84c, die sich mit einem vorbestimmten Spalt dazwischen in der Radialrichtung überlappen, gebildet.
-
Ferner ist der geschlossenen Raumabschnitt 82 durch einen oberen Endabschnitt des Partitionsabschnitts 84b der Pufferplatte 84 in engem Kontakt mit dem Vorsprung 46a, der von der inneren Fläche der inneren Abdeckung 46 nach innen vorsteht, gebildet. Dieser geschlossene Raumabschnitt 82 kommuniziert mit dem Scheibenhohlraum 52 über die Öffnung 81. In diesem Fall ist die Öffnung 81 so vorgesehen, dass sie dem ersten Dichtungsabschnitt 51 in der Strömungsrichtung (Turbinen Axialrichtung) des Gases mit hoher Temperatur G zugewandt ist. Dieser geschlossene Raumabschnitt 82 ist durch die innere Abdeckung 46 und die Pufferplatte 84 gebildet, und ist kontinuierlich entlang der Umfangsrichtung vorgesehen.
-
Der zweite Dichtungsabschnitt 71 erhöht durch Verschmälern der Strömungskanal-Querschnittsfläche einen Strömungskanalwiderstand des Gases mit hoher Temperatur g, das in der Radialrichtung nach innen geht, also zu dem Scheibenhohlraum 52. Der zweite Dichtungsabschnitt 71 ist durch die zweite Dichtungsrippe 73 und die Pufferplatte 84 in der Strömungsrichtung des Gases mit hoher Temperatur g gebildet. Diese zweite Dichtungsrippe 73 erstreckt sich stromabwärts in der Strömungsrichtung des Gases mit hoher Temperatur G von einer inneren Seite der ersten Dichtungsrippe 63 in der hinteren Dichtungsplatte 45 in der Radialrichtung, und ein entfernter Endabschnitt der zweiten Dichtungsrippe 73 ist gebogen und steht in der Radialrichtung nach außen vor. Die zweite Dichtungsrippe 73 ist so angeordnet, dass sie sich mit der Rippe 84c mit einem vorbestimmten Spalt davon in der Radialrichtung überlappt, wobei sich die Rippe 84c in der Strömungsrichtung des Gases mit hoher Temperatur G von der Pufferplatte 84 stromaufwärts erstreckt.
-
Die Pufferplatte 84 hat eine gebogene bzw. gekrümmte Leitfläche 84d, die an einer Endfläche der Rippe 84c gebildet ist, welche nach hinten versetzt bzw. vertieft ist, und die Pufferplatte 84 leitet das Gas mit hoher Temperatur g zu der zweiten Dichtungsrippe 73. Daher ist der zweite Pufferhohlraum 72 ein Raumabschnitt, der durch die innere Umfangsfläche der ersten Dichtungsrippe 63, die äußere Umfangsfläche der zweiten Dichtungsrippe 73 und die gebogene Leitfläche 84d der Pufferplatte 84 umgeben ist. Die Öffnung 81 des Akustikdämpfers 83 ist außerhalb des zweiten Dichtungsabschnitts 71 in der Radialrichtung vorgesehen.
-
Ein Teil des Gases mit hoher Temperatur G wird davon abgezweigt und zu dem Scheibenhohlraum 52 gewalzt. Wenn das passiert reduziert die Dichtungsvorrichtung 80 das Gas mit hoher Temperatur g, das in den Scheibenhohlraum 52 hinein eindringt. Das Gas mit hoher Temperatur g, das versucht in den Scheibenhohlraum 52 von dem Spalt zwischen der Turbinenlaufschaufel 28 und der Turbinenleitschaufel 27 hinein einzudringen, strömt also zuerst in den ersten Pufferhohlraum 61 hinein und die Druckverteilung davon in der Umfangsrichtung wird dadurch, dass es darin aufgewirbelt und gemischt wird vergleichmäßigt. Als nächstes versucht das Gas mit hoher Temperatur g durch den ersten Dichtungsabschnitt 51 in den Scheibenhohlraum 52 hinein einzudringen. Da die Öffnung 81 des Akustikdämpfers 83 dem ersten Dichtungsabschnitt 51 zugewandt ist, wird ein Teil des Gases mit hoher Temperatur g, das den ersten Dichtungsabschnitt 51 passiert, in den geschlossenen Raumabschnitt 82 durch die Öffnung 81 hinein eingetragen. Wenn das Gas mit hoher Temperatur G und seine Druckwelle in den geschlossenen Raumabschnitt 82 hinein eingetragen sind, wird akustische Energie aufgrund der Druckwelle des Gases mit hoher Temperatur g durch eine Resonanz in diesem geschlossenen Raumabschnitt 82 gedämpft, und die Druckverteilung davon in der Umfangsrichtung wird weiter vergleichmäßigt.
-
Ferner strömt das Gas mit hoher Temperatur g, das nicht in den geschlossenen Raumabschnitt 82 hinein eingetragen wurde, in den zweiten Pufferhohlraum 72 und ist darin aufwirbelnd gemischt, wodurch die Druckverteilung davon in der Umfangsrichtung noch weiter vergleichmäßigt wird. Das Gas mit hoher Temperatur g, das in den Scheibenhohlraum 52 hinein eindringt wird durch den zweiten Dichtungsabschnitt 71 reduziert.
-
Bei der Dichtungsvorrichtung für die Gasturbine der zweiten Ausführungsform sind wie oben beschrieben der erste Dichtungsabschnitt 51, welcher zwischen der Plattform 42 der Turbinenlaufschaufel 28 und der inneren Abdeckung 46 der Turbinenleitschaufel 27 vorgesehen ist, der zweite Dichtungsabschnitt 71, welcher weiter innen in der Radialrichtung als der erste Dichtungsabschnitt 51 vorgesehen ist, und der Akustikdämpfer 83, welcher den geschlossenen Raumabschnitt 82 aufweist, der über die Öffnung 81 mit dem Scheibenhohlraum 52, der zwischen der Turbinenlaufschaufel 28 unter Turbinenleitschaufel 27 vorgesehen ist, kommuniziert, vorgesehen. Die Öffnung 81 ist außerhalb des zweiten Dichtungsabschnitts 71 in der Radialrichtung vorgesehen.
-
Daher kann durch Vorsehen der Öffnung 81 des geschlossenen Raumabschnitts 82 außerhalb des zweiten Dichtungsabschnitts 71 das Verbrennungsgas G, das von dem Spalt zwischen der Plattform 42 und der inneren Abdeckung 46 in den Scheibenhohlraum 52 hineingeht, über die Öffnung 81 in den geschlossenen Raumabschnitt 82 hinein eingetragen werden, bevor das Verbrennungsgas G den zweiten Dichtungsabschnitt 71 erreicht. Somit kann die akustische Energie aufgrund der Druckwelle des Verbrennungsgases G in dem geschlossenen Raumabschnitt 82 geeignet gedämpft sein bzw. werden.
-
[Dritte Ausführungsform]
-
4 ist eine Schnittansicht, die eine Dichtungsvorrichtung für eine Gasturbine einer dritten Ausführungsform darstellt. Dieselben Bezugszeichen werden an Teile, die Funktionen aufweisen, die dieselben sind wie diese der oben beschriebenen Ausführungsformen, angehängt und eine detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen.
-
Bei der dritten Ausführungsform weist eine Dichtungsvorrichtung 90 wie in 4 dargestellt den ersten Dichtungsabschnitt 51, welcher zwischen der Plattform 42 der Turbinenlaufschaufel 28 und der inneren Abdeckung 46 der Turbinenleitschaufel 27 vorgesehen ist, den zweiten Dichtungsabschnitt 71, welcher weiter innen in der Radialrichtung als der erste Dichtungsabschnitt 51 vorgesehen ist, und einen Akustikdämpfer 93, welche einen geschlossenen Raumabschnitt 92 aufweist, der über eine Öffnung 91 mit dem Scheibenhohlraum 52, der zwischen der Turbinenlaufschaufel 28 und der Turbinenleitschaufel 27 vorgesehen ist kommuniziert, auf.
-
Der Akustikdämpfer 93 ist an einer inneren Seite der inneren Abdeckung 46 der Turbinenleitschaufel 27 in der Radialrichtung vorgesehen. Der Dichtungsring-Rückhaltering 47 ist innerhalb der inneren Abdeckung 46 befestigt, und eine Pufferplatte 94 ist an einer stromaufwärtigen Seite in der Strömungsrichtung des Gases mit hoher Temperatur G in der inneren Abdeckung 46 und dem Dichtungsring-Rückhaltering 47 angeordnet. Diese Pufferplatte 94 ist durch die Spiralfeder 65 und die Tragwelle 66 getragen, und bildet den Inner-Leitschaufelströmungskanal 67 dadurch, dass sie mit dem Dichtungsring-Rückhaltering 47 durch eine Vorspannkraft in engem Kontakt ist.
-
Ein Vorsprung 62a, der von der inneren Fläche des Turbinenleitschaufelrands 62 nach innen vorsteht, ist in der inneren Abdeckung 46 vorgesehen. Die Pufferplatte 94 hat einen Plattenhauptkörper 94a und einen Partitionsabschnitt 94b mit einem L-förmigen Querschnitt. Der Plattenhauptkörper 94a weist einen unteren Endabschnitt, der mit dem Dichtungsring-Rückhaltering 47 in engem Kontakt ist, einen oberen Endabschnitt, der sich zu der inneren Fläche des Vorsprung 62a des Turbinenleitschaufelrands 62 erstreckt, und einen entfernten Endabschnitt, der in der Strömungsrichtung des Gases mit hoher Temperatur G stromaufwärts gebogen ist und sich stromaufwärts erstreckt, um eine Rippe bzw. einen Flügel 94c zu bilden, auf. Daher ist die Öffnung 91 durch die innere Fläche des Vorsprung 62a des Turbinenleitschaufelrands 62 und einer äußeren Fläche der Rippe 94c, die angeordnet sind, um sich miteinander mit einem vorbestimmten Spalt dazwischen in der Radialrichtung zu überlappen, ausgebildet.
-
Ferner ist in der Pufferplatte 94 der geschlossenen Raumabschnitt 92 durch einen oberen Endabschnitt des Partitionsabschnitts 94b in engem Kontakt mit dem Vorsprung 46a, der von der inneren Fläche der inneren Abdeckung 46 nach innen vorsteht, gebildet. Dieser geschlossene Raumabschnitt 92 kommuniziert mit dem Scheibenhohlraum 52 über die Öffnung 91. In diesem Fall ist die Öffnung 91 zwischen dem ersten Dichtungsabschnitt 51 und dem zweiten Dichtungsabschnitt 71 in der Radialrichtung vorgesehen. Dieser geschlossene Raumabschnitt 92 ist durch die innere Abdeckung 46 und die Pufferplatte 94 gebildet, und ist kontinuierlich entlang der Umfangsrichtung vorgesehen.
-
Ein Teil des Gases mit hoher Temperatur G wird davon abgezweigt und zu dem Scheibenhohlraum 52 gewalzt. Wenn das passiert reduziert die Dichtungsvorrichtung 90 das Gas mit hoher Temperatur g, das in den Scheibenhohlraum 52 hinein eindringt. Das Gas mit hoher Temperatur g, das versucht in den Scheibenhohlraum 52 von dem Spalt zwischen der Turbinenlaufschaufel 28 und der Turbinenleitschaufel 27 hinein einzudringen, strömt also zuerst in den ersten Pufferhohlraum 61 hinein, und die Druckverteilung davon in der Umfangsrichtung wird dadurch, dass es darin gemischt und verwirbelt wird, vergleichmäßigt. Als nächstes strömt das Gas mit hoher Temperatur g durch den ersten Dichtungsabschnitt 51 in den zweiten Pufferhohlraum 72 hinein ein, wird darin verwirbelt und gemischt, wodurch die Druckverteilung in der Umfangsrichtung weiter vergleichmäßigt ist. Das Gas mit hoher Temperatur g versucht dann durch den zweiten Dichtungsabschnitt 71 in den Scheibenhohlraum 52 hinein einzudringen. Da die Öffnung 91 des Akustikdämpfers 93 weiter außen in der Radialrichtung positioniert ist als der zweite Dichtungsabschnitt 71, wird ein Teil des Gases mit hoher Temperatur g, das den ersten Dichtungsabschnitt 51 passiert hat, durch die Öffnung 91 in den geschlossenen Raumabschnitt 92 hinein eingetragen. Wenn das Gas mit hoher Temperatur g und seine Druckwelle in den geschlossenen Raumabschnitt 92 hinein eingetragen sind, wird akustische Energie aufgrund dieser Druckwelle des Gases mit hoher Temperatur g durch eine Resonanz in diesem geschlossenen Raumabschnitt gedämpft, und die Druckverteilung davon in der Umfangsrichtung ist noch weiter vergleichmäßigt.
-
Wie oben beschrieben, sind bei der Dichtungsvorrichtung für die Gasturbine der dritten Ausführungsform der erste Dichtungsabschnitt 51, welcher zwischen der Plattform 42 der Turbinenlaufschaufel 28 und der inneren Abdeckung 46 der Turbinenleitschaufel 27 vorgesehen ist, der zweite Dichtungsabschnitt 71, welcher weiter innen in der Radialrichtung als der erste Dichtungsabschnitt 51 vorgesehen ist, und der Akustikdämpfer 93, welcher den geschlossenen Raumabschnitt 92 aufweist, der über die Öffnung 91 mit dem Scheibenhohlraum 52 zwischen der Turbinenlaufschaufel 28 und der Turbinenleitschaufel 27 kommuniziert, vorgesehen. Die Öffnung 91 ist zwischen dem ersten Dichtungsabschnitt 51 und dem zweiten Dichtungsabschnitt 71 in der Radialrichtung vorgesehen.
-
Daher ist, durch die Öffnung 91 des geschlossenen Raumabschnitts 92, der zwischen dem ersten Dichtungsabschnitt 51 und dem zweiten Dichtungsabschnitt 71 vorgesehen ist, das Verbrennungsgas G, das von dem Spalt zwischen der Plattform 42 und der inneren Abdeckung 46 in den Scheibenhohlraum 52 hineingeht, über die Öffnung 91 in den geschlossenen Raumabschnitt 92 geeignet hinein eingetragen. Somit kann die akustische Energie aufgrund der Druckwelle des Verbrennungsgases G in dem geschlossenen Raumabschnitt 92 geeignet gedämpft sein bzw. werden.
-
[Vierte Ausführungsform]
-
5 ist eine Schnittansicht, die eine Dichtungsvorrichtung für eine Gasturbine einer vierten Ausführungsform darstellt. Dieselben Bezugszeichen werden an Teile, die dieselben Funktionen wie die der oben beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, angehängt und eine detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen.
-
Bei der vierten Ausführungsform weist eine Dichtungsvorrichtung 100 wie in 5 dargestellt den erste Dichtungsabschnitt 51, welcher zwischen der Plattform 42 der Turbinenlaufschaufel 28 und der inneren Abdeckung 46 der Turbinenleitschaufel 27 vorgesehen ist, den zweiten Dichtungsabschnitt 71, welcher weiter innen in der Radialrichtung als der erste Dichtungsabschnitt 51 vorgesehen ist, und einen Akustikdämpfer 105, welcher geschlossene Raumabschnitte 103 und 104 aufweist, die über Öffnungen 101 und 102 mit dem Scheibenhohlraum 52, der zwischen der Turbinenlaufschaufel 28 unter Turbinenleitschaufel 27 vorgesehen ist, kommunizieren, auf.
-
Der Akustikdämpfer 105 ist an einer Innenseite der inneren Abdeckung 46 der Turbinenleitschaufel 27 in der Radialrichtung angeordnet. Der Dichtungsring-Rückhaltering 47 ist im inneren der inneren Abdeckung 46 befestigt, und Pufferplatten 106 und 107 sind an einer stromaufwärtigen Seite in der Strömungsrichtung des Gases mit hoher Temperatur G in der inneren Abdeckung 46 und dem Dichtungsring-Rückhaltering 47 angeordnet. Die Pufferplatte 107 ist durch die Spiralfeder 65 und die Tragwelle 66 getragen, und bildet den Inner-Leitschaufelströmungskanal 67 dadurch, dass sie mit dem Dichtungsring-Rückhaltering 47 durch eine Vorspannkraft in engem Kontakt ist. Die Pufferplatte 106 ist zwischen der inneren Abdeckung 46 und der Pufferplatte 107 verbunden.
-
Die Pufferplatte 106 hat einen Vorsprung 106a und einen Plattenhauptkörper 106b. Der Vorsprung 106a steht von der inneren Fläche der inneren Abdeckung 46 nach innen vor. Der Plattenhauptkörper 106b erstreckt sich von dem Vorsprung 106a in der Strömungsrichtung des Gases mit hoher Temperatur G stromaufwärts, und hat einen entfernten Endabschnitt, der von einer Rippe bzw. einem Flügel 106c nach außen gebogen ist. Daher ist die erste Öffnung 101 durch die innere Fläche des Turbinenleitschaufelrands 62 und einer äußeren Fläche der Rippe 106c, die mit einem vorbestimmten Spalt dazwischen in der Radialrichtung miteinander überlappen, gebildet.
-
Ferner weist die Pufferplatte 107 einen Plattenhauptkörper 107a und einen Vorsprungsabschnitt 107b mit einer L-förmigen Querschnittsform auf. Der Plattenhauptkörper 107a weist einen unteren Endabschnitt in engem Kontakt mit dem Dichtungsring-Rückhaltering 47, einen oberen Endabschnitt, der sich zu einer inneren Fläche der Pufferplatte 106 erstreckt, und einen entfernten Endabschnitt, der in der Strömungsrichtung des Gases mit hoher Temperatur G stromaufwärts gebogen ist und sich stromaufwärts erstreckt, um eine Rippe bzw. einen Flügel 107c zu bilden, auf. Daher ist die zweite Öffnung 102 durch eine innere Fläche des Plattenhauptkörpers 106b, der Pufferplatte 106 und einer äußeren Fläche der Rippe 107c, die mit einem vorbestimmten Spalt dazwischen in der Radialrichtung miteinander überlappen, gebildet.
-
Der erste geschlossene Raumabschnitt 103 ist durch die innere Abdeckung 46 und die Pufferplatte 106 gebildet, und dieser geschlossene Raumabschnitt 103 kommuniziert über die erste Öffnung 101 mit dem Scheibenhohlraum 52. In diesem Fall ist die erste Öffnung 101 dem ersten Dichtungsabschnitt 51 in der Strömungsrichtung (Turbinen Axialrichtung) des Gases mit hoher Temperatur G zugewandt vorgesehen. Ferner ist der zweite geschlossene Raumabschnitt 104 durch die Pufferplatten 106 und 107 gebildet, und dieser geschlossene Raumabschnitt 104 kommuniziert über die zweite Öffnung 102 in den Scheibenhohlraum 52 hinein. In diesem Fall ist die zweite Öffnung 102 zwischen dem ersten Dichtungsabschnitt 51 und dem zweiten Dichtungsabschnitt 71 in der Radialrichtung vorgesehen.
-
Ein Teil des Gases mit hoher Temperatur G wird davon abgezweigt und zu dem Scheibenhohlraum 52 gewalzt. Wenn das passiert reduziert die Dichtungsvorrichtung 100 das Gas mit hoher Temperatur g, das in den Scheibenhohlraum 52 hinein eindringt. Das Gas mit hoher Temperatur g, das versucht in den Scheibenhohlraum 52 von dem Spalt zwischen der Turbinenlaufschaufel 28 unter Turbinenleitschaufel hinein einzudringen, strömt also zuerst in den ersten Pufferhohlraum 61 hinein, und die Druckverteilung davon in der Umfangsrichtung ist dadurch, dass es darin verwirbelt und gemischt wird, vergleichmäßigt. Als nächstes versucht das Gas mit hoher Temperatur g durch den ersten Dichtungsabschnitt 51 in den Scheibenhohlraum 52 hinein einzudringen. Da die erste Öffnung 101 des Akustikdämpfers 105 dem ersten Dämpfungsabschnitt 51 gegenüberliegt, wird ein Teil des Gases mit hoher Temperatur g, das den ersten Dichtungsabschnitt 51 passiert hat, durch die erste Öffnung 101 in den geschlossenen Raumabschnitt 103 hinein eingetragen. Wenn das Gas mit hoher Temperatur g und seine Druckwelle in den ersten geschlossenen Raumabschnitt 103 hinein eingetragen sind, wird akustische Energie aufgrund der Druckwelle des Gases mit hoher Temperatur g durch eine Resonanz in diesem ersten geschlossenen Raumabschnitt 103 gedämpft, und die Druckverteilung davon in der Umfangsrichtung ist weiter vergleichmäßigt.
-
Anschließend strömt das Gas mit hoher Temperatur g durch den ersten Dichtungsabschnitt 51 in den zweiten Pufferhohlraum 72 hinein, wird darin verwirbelt und gemischt, und wodurch die Druckverteilung davon in der Umfangsrichtung noch weiter vergleichmäßigt ist. Das Gas mit hoher Temperatur g versucht dann durch den zweiten Dichtungsabschnitt 71 in den Scheibenhohlraum 52 einzudringen. Wenn das passiert wird, da die zweite Öffnung 102 des Akustikdämpfers 105 weiter außen in der Radialrichtung positioniert ist als der zweite Dichtungsabschnitt 71, ein Teil des Gases mit hoher Temperatur g, das den ersten Dichtungsabschnitt 51 passiert hat, durch die zweite Öffnung 102 in den zweiten geschlossenen Raumabschnitt 104 hinein eingetragen. Wenn das Gas mit hoher Temperatur g und seine Druckwelle in den zweiten geschlossenen Raumabschnitt 104 hinein eingetragen sind, wird akustische Energie aufgrund der Druckwelle des Gases mit hoher Temperatur g durch eine Resonanz in diesem zweiten geschlossenen Raumabschnitt 104 gedämpft, und die Druckverteilung davon in der Umfangsrichtung ist noch weiter vergleichmäßigt.
-
Wie oben beschrieben, sind bei der Dichtungsvorrichtung für die Gasturbine der vierten Ausführungsform der Dichtungsabschnitt 51, welcher zwischen der Plattform 42 der Turbinenlaufschaufel 28 und der inneren Abdeckung 46 der Turbinenleitschaufel 27 vorgesehen ist, der zweite Dichtungsabschnitt 71, welcher weiter innen in der Radialrichtung als der erste Dichtungsabschnitt 51 vorgesehen ist, und der Akustikdämpfer 105, welcher die geschlossenen Raumabschnitte 103 und 104 aufweist, die über die Öffnungen 101 und 102 mit dem Scheibenhohlraum 52 zwischen der Turbinenlaufschaufel 28 und der Turbinenleitschaufel 27 kommunizieren, vorgesehen.
-
Daher kann, durch das Vorsehen der geschlossenen Raumabschnitte 103 und 104 über die ersten und zweiten Öffnungen 101 und 102, die dem ersten Dichtungsabschnitt 51 und dem zweiten Dichtungsabschnitt 71 entsprechen, die an unterschiedlichen Positionen sind, die Druckverteilung in der Umfangsrichtung des Verbrennungsgases G, das von dem Spalt zwischen der Plattform 42 und der inneren Abdeckung 46 in den Scheibenhohlraum 52 hineingeht, in zwei Stufen gedämpft werden. Das Verbrennungsgas G, das in den Scheibenhohlraum 52 hinein eindringt, kann mit einer geringeren Menge Spülluft als herkömmlich effektiv reduziert sein bzw. werden.
-
Längen und Beträge eines Spalts der Öffnungen 101 und 102, und Formen und Volumen der geschlossenen Raumabschnitte 103 und 104 sind im Vorhinein, gemäß Wellenzahlen einer Umfangsrichtungs-Druckverteilung des Gases mit hoher Temperatur g eingestellt. Beispielsweise kann durch die Länge und Betrag eines Spalts der Öffnung 101 und der Form und des Volumens des geschlossenen Raumabschnitts 103, die gemäß einer Wellenzahl einer Umfangsrichtungs-Druckverteilung aufgrund der Turbinenleitschaufel 27 eingestellt sind, und der Länge und dem Betrag eines Spalts der Öffnung 102 und der Form und des Volumens des geschlossenen Raumabschnitts 104, die gemäß einer Wellenzahl einer Umfangsrichtungs-Druckverteilung aufgrund der Turbinenlaufschaufel 28 eingestellt sind, die Umfangsrichtungs-Druckverteilung aufgrund der Turbinenleitschaufel 27 und der Turbinenlaufschaufel 28 effektiv und simultan gedämpft sein bzw. werden.
-
[Fünfte Ausführungsform]
-
6 ist eine Schnittansicht, die eine Dichtungsvorrichtung für eine Gasturbine einer fünften Ausführungsform darstellt. Dieselben Bezugszeichen werden an Teile, die dieselben Funktionen wie die der oben beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, angehängt und eine detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen.
-
Bei der fünften Ausführungsform weist eine Dichtungsvorrichtung 110 wie in 6 dargestellt den ersten Dichtungsabschnitt 51, welcher zwischen der Plattform 42 der Turbinenlaufschaufel 28 und der inneren Abdeckung 46 der Turbinenleitschaufel 27 vorgesehen ist, den zweiten Dichtungsabschnitt 71, welcher weiter innen in der Radialrichtung vorgesehen ist als der erste Dichtungsabschnitt 51, und einen Akustikdämpfer 113, welcher einen geschlossenen Raumabschnitt 112 aufweist, der über eine Öffnung 111 mit dem Scheibenhohlraum 52 zwischen der Turbinenlaufschaufel 28 und der Turbinenleitschaufel 27 kommuniziert, auf.
-
Der Akustikdämpfer 113 ist an einer inneren Seite der Plattform 42 der Turbinenlaufschaufel 28 in der Radialrichtung angeordnet. Die Turbinenlaufschaufel 28 hat den Laufschaufelfußabschnitt 43, der in der Turbinenscheibe 41 installiert ist, und der Raumabschnitt 44 zwischen den jeweiligen Laufschaufelfußabschnitten 43, die in der Umfangsrichtung aneinander angrenzen, ist durch die vordere Dichtungsplatte und die hintere Dichtungsplatte 45 geschlossen. Die zweite Dichtungsrippe 73 erstreckt sich in der Strömungsrichtung des Gases mit hoher Temperatur G von einer inneren Seite der ersten Dichtungsrippe 63 in der hinteren Dichtungsplatte 45 in der Radialrichtung stromabwärts. Der zweite Dichtungsabschnitt 71 ist durch einen Vorsprung 46b des Turbinenleitschaufelrands 62 und der zweiten Dichtungsrippe 73 an der Strömungsrichtung des Gases mit hoher Temperatur g gebildet.
-
Eine Pufferplatte 114 hat einen Bodenabschnitt 114a und einen Wandabschnitt 114b. Der Bodenabschnitt 114a ist mit der hinteren Dichtungsplatte 45 verbunden, und der Wandabschnitt 114b hat einen unteren Endabschnitt, der mit dem Bodenabschnitt 114a und einem oberen Endabschnitt, der mit der zweiten Dichtungsrippe 73 verbunden ist, verbunden ist. Daher ist der geschlossene Raumabschnitt 112 durch die Pufferplatte 114, die hintere Dichtungsplatte 45 und die zweite Dichtungsrippe 73 gebildet. In der zweiten Dichtungsrippe 73 ist die Öffnung 111, welche den Scheibenhohlraum 52 und den geschlossenen Raumabschnitt 112 miteinander verbindet, gebildet.
-
Der Dichtungsring-Rückhaltering 47 ist innerhalb der inneren Abdeckung 46 befestigt und eine Pufferplatte 115 ist an einer stromaufwärtigen Seite in der Strömungsrichtung des Gases mit hoher Temperatur G in der inneren Abdeckung 46 und dem Dichtungsring-Rückhaltering 47 angeordnet. Diese Pufferplatte 115 ist durch die Spiralfeder 65 und die Tragwelle 66 getragen, und bildet den Inner-Leitschaufelströmungskanal 67 dadurch, dass sie mit dem Dichtungsring-Rückhaltering 47 durch eine Vorspannkraft in engem Kontakt ist.
-
Ein Teil des Gases mit hoher Temperatur G wird davon abgezweigt und zu dem Scheibenhohlraum 52 gewalzt. Wenn das passiert reduziert die Dichtungsvorrichtung 110 das Gas mit hoher Temperatur g, das in den Scheibenhohlraum 52 eindringt. Das Gas mit hoher Temperatur g, das versucht in den Scheiben Hohlraum 52 von dem Spalt zwischen der Turbinenlaufschaufel 28 und der Turbinenleitschaufel 27 einzudringen, strömt also zuerst in die ersten Pufferhohlraum 61 hinein und dann wird eine Druckverteilung davon in der Umfangsrichtung dadurch, dass es darin verwirbelt und gemischt wird, vergleichmäßigt. Als nächstes strömt das Gas mit hoher Temperatur g durch den ersten Dichtungsabschnitt 51 in den zweiten Pufferhohlraum 72 hinein, wird darin verwirbelt und gemischt und wodurch die Druckverteilung davon in der Umfangsrichtung weiter vergleichmäßigt ist. Das Gas mit hoher Temperatur g versucht dann durch den zweiten Dichtungsabschnitt 71 in den Scheibenhohlraum 52 hinein einzudringen. Wenn das passiert wird, da die Öffnung 111 des Akustikdämpfers 113 an der Seite der Turbinenlaufschaufel 28 angeordnet ist, ein Teil des Gases mit hoher Temperatur g, das den ersten Dichtungsabschnitt 51 passiert hat, durch die Öffnung 111 in den geschlossenen Raumabschnitt 112 hinein eingetragen. Wenn das Gas mit hoher Temperatur g und seine Druckwelle in den geschlossenen Raumabschnitt 112 hinein eingetragen sind, wird akustische Energie aufgrund der Druckwelle des Gases mit hoher Temperatur g durch eine Resonanz in diesem geschlossenen Raumabschnitt 112 gedämpft, und die Druckverteilung davon in der Umfangsrichtung ist noch weiter vergleichmäßigt.
-
Wie oben beschrieben sind bei der Dichtungsvorrichtung für die Gasturbine der fünften Ausführungsform der erste Dichtungsabschnitt 51, welcher zwischen der Plattform 42 der Turbinenlaufschaufel 28 und der inneren Abdeckung 46 der Turbinenleitschaufel 27 vorgesehen ist, der zweite Dichtungsabschnitt 71, welcher weiter innen in der Radialrichtung vorgesehen ist als der erste Dichtungsabschnitt 51, und der Akustikdämpfer 113, welcher den geschlossenen Raumabschnitt 112 aufweist, der über die Öffnung 111 mit dem Scheibenhohlraum 52 zwischen der Turbinenlaufschaufel 28 und der Turbinenleitschaufel 27 kommuniziert, vorgesehen. Dieser Akustikdämpfer 113 ist an der inneren Seite in der Radialrichtung der Plattform 42 angeordnet.
-
Daher ist, durch die Öffnung 111 des geschlossenen Raumabschnitts 112, der zwischen dem ersten Dichtungsabschnitt 51 und dem zweiten Dichtungsabschnitt 71 vorgesehen ist, das Verbrennungsgas G, das von dem Spalt zwischen der Plattform 42 und der inneren Abdeckung 46 in den Scheibenhohlraum 52 hinein eindringt, über die Öffnung 111 in den geschlossenen Raumabschnitt 112 geeignet hinein eingetragen. Somit kann akustische Energie aufgrund der Druckwelle des Verbrennungsgases G in dem geschlossenen Raumabschnitt 112 geeignet gedampft sein bzw. werden. In diesem Fall kann, da der geschlossene Raumabschnitt 112 an der Plattform 42 vorgesehen ist, welche an einer beweglichen Seite ist, die Druckwelle des Verbrennungsgases G geeignet gedämpft sein bzw. werden.
-
Wie oben beschrieben ist bei der Dichtungsvorrichtung für die Gasturbine der fünften Ausführungsform der zweite Dichtungsabschnitt 71 durch Erstrecken der zweiten Dichtungsrippe 73 weiter nach innen in der Radialrichtung als die innere Abdeckung 46 mit einem vorbestimmten Spalt von der inneren Abdeckung 46 und Erstrecken der zweiten Dichtungsrippe 73 von der hinteren Dichtungsplatte 45 an der Seite der Plattform 42 gebildet. Der geschlossene Raumabschnitt 112 ist weiter innen in der Radialrichtung vorgesehen als die Dichtungsrippe 73. Die Öffnung 111 ist in der zweiten Dichtungsrippe 73 vorgesehen. Daher kann durch das Vorsehen der Öffnung 111 und des geschlossenen Raumabschnitts 112 durch Verwenden der zweiten Dichtungsrippe 73 eine Verkomplizierung der Struktur verhindert sein.
-
[Sechste Ausführungsform]
-
7 ist eine Schnittansicht, die eine Dichtungsvorrichtung für eine Gasturbine einer sechsten Ausführungsform darstellt und 8 ist ein schematisches Diagramm, das einen Raumabschnitt eines Schaufelfußabschnitts an einer Seite einer Plattform darstellt. Dieselben Bezugszeichen werden an Teile, die dieselben Funktionen wie die der oben beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, angehängt und eine detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen.
-
Bei der sechsten Ausführungsform umfasst eine Dichtungsvorrichtung 120 wie in 7 und 8 dargestellt den ersten Dichtungsabschnitt 51, welcher zwischen der Plattform 42 der Turbinenlaufschaufel 28 und der inneren Abdeckung 46 der Turbinenleitschaufel 27 vorgesehen ist, den zweiten Dichtungsabschnitt 71, welcher weiter innen in der Radialrichtung als der erste Dichtungsabschnitt 51 vorgesehen ist, und einen Akustikdämpfer 122, welcher den Raumabschnitt (geschlossener Raumabschnitt) 44 aufweist, der über eine Öffnung 121 mit dem Scheibenhohlraum 52 zwischen der Turbinenlaufschaufel 28 und der Turbinenleitschaufel 27 kommuniziert.
-
Der Akustikdämpfer 122 ist an einer inneren Seite der Plattform 42 der Turbinenlaufschaufel 28 in der Radialrichtung angeordnet. Die Turbinenlaufschaufel 28 hat den Laufschaufelfußabschnitt 43, der in der Turbinenscheibe 41 installiert ist, und der Raumabschnitt 44 zwischen den jeweiligen Schaufelfußabschnitten 43, die in der Umfangsrichtung aneinander angrenzend, ist durch die vordere Dichtungsplatte und die hintere Dichtungsplatte 45 geschlossen. Die zweite Dichtungsrippe 73 erstreckt sich in der Strömungsrichtung des Gases mit hoher Temperatur G von einer inneren Seite der ersten Dichtungsrippe 63 in der hinteren Dichtungsplatte 45 in der Radialrichtung stromabwärts. Der zweite Dichtungsabschnitt 71 ist durch den Vorsprung 46b des Turbinenleitschaufelrands 62 und der zweiten Dichtungsrippe 73 in der Strömungsrichtung des Gases mit hoher Temperatur g gebildet.
-
Der Raumabschnitt 44 funktioniert als ein geschlossener Raumabschnitt der vorliegenden Erfindung. Die hintere Dichtungsplatte 45 hat die Öffnung 121, die darin gebildet ist, weiter außen in der Radialrichtung als die zweite Dichtungsrippe 73, so dass sie den Scheibenhohlraum 52 und dem Raumabschnitt 44 miteinander verbindet.
-
Ein Teil des Gases mit hoher Temperatur G wird davon abgezweigt und zu dem Scheibenhohlraum 52 gewalzt. Wenn das passiert reduziert die Dichtungsvorrichtung 120 das Gas mit hoher Temperatur g, das in den Scheibenhohlraum 52 hinein eindringt. Das Gas mit hoher Temperatur g, das versucht von dem Spalt zwischen der Turbinenlaufschaufel 28 und der Turbinenleitschaufel in den Scheibenhohlraum 52 hinein einzudringen, strömt also zuerst in den ersten Pufferhohlraum 61 hinein und die Druckverteilung davon in der Umfangsrichtung wird dadurch, dass es darin verwirbelt und gemischt wird, vergleichmäßigt. Als nächstes strömt das Gas mit hoher Temperatur g durch die den ersten Dichtungsabschnitt 51 in den zweiten Pufferhohlraum 72 hinein, wird darin verwirbelt und gemischt, und wodurch die Druckverteilung davon in der Umfangsrichtung vergleichmäßigt ist. Das Gas mit hoher Temperatur g versucht dann durch den zweiten Dichtungsabschnitt 71 in den Scheibenhohlraum 52 einzudringen. Wenn das passiert wird, da die Öffnung 121 des Akustikdämpfers 122 an der Seite der Turbinenlaufschaufel 28 positioniert ist, ein Teil des Gases mit hoher Temperatur g, das den ersten Dichtungsabschnitt 51 passiert hat, durch die Öffnung 121 in den Raumabschnitt 44 hinein eingetragen. Wenn das Gas mit hoher Temperatur g und seine Druckwelle in den Raumabschnitt 44 hinein eingetragen sind, wird akustische Energie aufgrund der Druckwelle des Gases mit hoher Temperatur g durch eine Resonanz in diesem Raumabschnitt 44 gedämpft, und die Druckverteilung davon in der Umfangsrichtung ist weiter vergleichmäßigt.
-
Wie oben beschrieben ist bei der Dichtungsvorrichtung für die Gasturbine der sechsten Ausführungsform der Raumabschnitt 44 durch die vordere Dichtungsplatte und die hintere Dichtungsplatte 45 in der Axialrichtung an der in der Radialrichtung inneren Seite der Plattform 42 vorgesehen, und die Öffnung 121 ist in der hinteren Dichtungsplatte 45 vorgesehen. Daher können durch Ausbilden des Akustikdämpfers 122 unter Verwendung des vorhandenen Raumabschnitts 44 eine Verkomplizierung der Struktur und eine Erhöhung der Kosten verhindert sein.
-
[Siebte Ausführungsform]
-
9 ist ein schematisches Diagramm, das eine Gesamtausgestaltung einer Luftfahrzeug-Antriebsmaschine darstellt.
-
Bei einer siebten Ausführungsform ist eine Luftfahrzeug-Antriebsmaschine 200 eine Gasturbine, wobei sie wie in 9 dargestellt ein Lüftergehäuse 211 und ein Hauptkörpergehäuse 212 aufweist, und durch einen Lüfter bzw. ein Gebläse 213, der in dem Lüftergehäuse 211 aufgenommen ist, und einen Verdichter 214, eine Brennkammer 215 und eine Turbine 216, die in dem Hauptkörpergehäuse 212 aufgenommen sind, gebildet ist.
-
Der Lüfter 213 ist durch eine Vielzahl von Lüfterlaufschaufeln 222, die in einem äußeren Umfangsabschnitt einer Rotationswelle 221 installiert sind, gebildet. Der Verdichter 214 hat einen Niederdruck-Verdichter 223 und einen Hochdruck-Verdichter 224. Die Brennkammer 215 ist stromabwärts in einer Strömungsrichtung von verdichteter Luft von dem Verdichter 214 angeordnet, und mehrere Brennkammern 214 sind in der Umfangsrichtung angeordnet. Die Turbine 216 ist stromabwärts in einer Strömungsrichtung eines Verbrennungsgases von der Brennkammer 215 angeordnet, und hat eine Hochdruck-Turbine 225 und einen Niederdruck-Turbine 226. Die Rotationswelle 221 des Lüfters 213 ist mit dem Niederdruck-Verdichter 223 verbunden und der Niederdruck-Verdichter 223 und die Niederdruck-Turbine 226 sind miteinander durch eine erste Rotorwelle 227 verbunden. Ferner sind der Hochdruck-Verdichter 224 und die Hochdruck-Turbine 225 miteinander durch eine zweite Rotorwelle 228 verbunden, welche an einer äußeren Umfangsseite der ersten Rotorwelle 227 positioniert ist und zylinderförmig ist.
-
Daher erzeugt der Verdichter 214 verdichtete Luft mit hoher Temperatur und hohem Druck durch Luft, die von einem Lufteintraganschluss davon eingetragen ist, durch die Luft unter Druck gesetzt ist, die durch eine nicht dargestellte Vielzahl von Verdichterleitschaufeln und Verdichterlaufschaufeln in dem Niederdruck-Verdichter 223 und dem Hochdruck-Verdichter 224 hindurchtritt. Durch Zuführen eines vorbestimmten Brennstoffs zu dieser verdichteten Luft, um eine Verbrennung zu bewirken, erzeugt die Brennkammer 215 Verbrennungsgas mit hoher Temperatur und hohem Druck. Die Turbine 216 wird durch das durch die Brennkammer 215 erzeugte Verbrennungsgas, das durch nicht dargestellte Turbinenleitschaufeln und Turbinenlaufschaufeln in der Hochdruck-Turbine 225 und der Niederdruck-Turbine 226 hindurchtritt, drehend angetrieben. In diesem Fall wird das Antreiben durch eine Rotationskraft der Niederdruck-Turbine 226 bewirkt, die zu dem Niederdruck-Verdichter 223 durch die erste Rotorwelle 227 übertragen wird. Ferner wird das Antreiben durch eine Rotationskraft der Hochdruck-Turbine 225, die zu dem Hochdruck-Verdichter 224 durch die zweite Rotorwelle 228 übertragen wird, bewirkt. Folglich kann der Lüfter 213 angetrieben werden und ein Schub kann durch Abgas, das von der Turbine 216 ausgetragen wird, erlangt werden.
-
Bei dieser Luftfahrzeug-Antriebsmaschine 200 sind ein erster Dichtungsabschnitt, welcher zwischen einer Plattform einer Turbinenlaufschaufel und einer inneren Abdeckung einer Turbinenleitschaufel der Turbine 216 vorgesehen ist, und der Akustikdämpfer 55, welcher einen geschlossenen Raumabschnitt aufweist, der über eine Öffnung mit einem Scheibenhohlraum, der zwischen der Turbinenlaufschaufel und der Turbinenleitschaufel vorgesehen ist, kommuniziert, vorgesehen. Daher kann, selbst bei der Luftfahrzeug-Antriebsmaschine 200, die Effizienz der Gasturbine durch eine Reduzierung des Eintrags von Verbrennungsgas in den Turbinenkörper hinein, die mit einer geringen Menge Spülluft realisiert ist, erhöht sein bzw. werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 11
- Verdichter
- 13
- Turbine
- 14
- Gehäuse
- 20
- Lufteintraganschluss
- 21
- Verdichtergehäuse
- 22
- Einlassleitschaufel
- 23
- Verdichterleitschaufel
- 24
- Verdichterlaufschaufel
- 25
- Zapfluftkammer
- 26
- Turbinengehäuse
- 27
- Turbinenleitschaufel
- 28
- Turbinenlaufschaufel
- 29
- Abgasgehäuse
- 30
- Abgaskammer
- 31
- Abgasdiffusor
- 32
- Rotor (Rotorwelle)
- 33, 34
- Lagerung
- 35, 36, 37
- Fußabschnitt
- 41
- Turbinenscheibe
- 42
- Plattform
- 43
- Laufschaufelfußabschnitt
- 44
- Raumabschnitt
- 45
- hintere Dichtungsplatte
- 46
- innere Abdeckung
- 47
- Dichtungsring-Haltering
- 50, 80, 90, 100, 110, 120
- Dichtungsvorrichtung
- 51
- erster Dichtabschnitt
- 52
- Scheibenhohlraum
- 53, 81, 91, 101, 102, 111, 121
- Öffnung
- 45, 82, 92, 103, 104, 112
- geschlossener Raumabschnitt
- 55, 83, 93, 105, 113, 122
- Akustikdämpfer
- 61
- erster Pufferhohlraum
- 62
- Turbinenleitschaufelrand
- 63
- erste Dichtungsplatte
- 64, 84, 94, 106, 107, 114, 115
- Pufferplatte
- 65
- Spiralfehler
- 66
- Tragwelle
- 67
- Inner-Leitschaufelströmungskanal
- 68
- Partitionsplatte bzw. Trennplatte
- 69
- Dichtluft-Zuführloch
- 71
- zweiter Dichtungsabschnitt
- 72
- zweiter Pufferhohlraum
- 73
- zweite Dichtungsrippe
- 200
- Luftfahrzeug-Antriebsmaschine
- 214
- Verdichter
- 215
- Brennkammer
- 216
- Turbine
- G, g
- Gas mit hoher Temperatur (Verbrennungsgas)
