JP2001098906A - 蒸気冷却ガスタービン - Google Patents
蒸気冷却ガスタービンInfo
- Publication number
- JP2001098906A JP2001098906A JP28249099A JP28249099A JP2001098906A JP 2001098906 A JP2001098906 A JP 2001098906A JP 28249099 A JP28249099 A JP 28249099A JP 28249099 A JP28249099 A JP 28249099A JP 2001098906 A JP2001098906 A JP 2001098906A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- steam
- seal
- disk
- gas turbine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 蒸気冷却ガスタービンのロータに形成される
蒸気供給室からの蒸気の漏洩を確実に防止すること。 【解決手段】 蒸気冷却ガスタービンのロータの圧縮機
に対面する端面に環状の凹所１１８を形成し、該凹所１
１８の開口部をシールディスク１０により閉鎖する。環
状の凹所１１８の開口部の内周縁部に沿って係止部１２
２を配設し、係止部１２２に係合可能な係合部１６をシ
ールディスク１０に設ける。ロータ１００の係止部１２
２およびシールディスク１０の係合部１６は、周方向に
周期的に繰り返す凹凸１２４ａ、１２４ｂ；１８ａ、１
８ｂから成り、係合部１６の凸部１８ａを係止部１２２
の凹部１２４ｂに位置合わせして、シールディスク１０
を軸方向に移動させ、係合部１６が係止部１２２を越え
た後にシールディスク１０を回転させることにより両者
が係合する。
蒸気供給室からの蒸気の漏洩を確実に防止すること。 【解決手段】 蒸気冷却ガスタービンのロータの圧縮機
に対面する端面に環状の凹所１１８を形成し、該凹所１
１８の開口部をシールディスク１０により閉鎖する。環
状の凹所１１８の開口部の内周縁部に沿って係止部１２
２を配設し、係止部１２２に係合可能な係合部１６をシ
ールディスク１０に設ける。ロータ１００の係止部１２
２およびシールディスク１０の係合部１６は、周方向に
周期的に繰り返す凹凸１２４ａ、１２４ｂ；１８ａ、１
８ｂから成り、係合部１６の凸部１８ａを係止部１２２
の凹部１２４ｂに位置合わせして、シールディスク１０
を軸方向に移動させ、係合部１６が係止部１２２を越え
た後にシールディスク１０を回転させることにより両者
が係合する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、蒸気冷却ガスター
ビンの冷却蒸気供給経路のシール構造に関する。
ビンの冷却蒸気供給経路のシール構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンの高効率化のために、ガス
タービンの燃焼ガスの膨張機入口温度は年々上昇を続け
ており、近時この温度を１５００°Ｃとしたガスタービ
ンが提案されている。こうした高温の燃焼ガスからガス
タービンの静翼および動翼を保護するために、従来の空
気による冷却に代えて比較的低温の蒸気にて冷却する所
謂蒸気冷却ガスタービンの開発が行われている。こうし
た蒸気冷却ガスタービンでは、蒸気は、例えば、蒸気源
としてコンバインドサイクルの蒸気タービンからの抽気
を用いることができ、特にガスタービンの動翼を冷却す
る冷却蒸気は、前記蒸気源からガスタービンのロータ尾
端部からロータ内に形成された蒸気通路を経て、ロータ
ディスクに取り付けられた各動翼に供給される。
タービンの燃焼ガスの膨張機入口温度は年々上昇を続け
ており、近時この温度を１５００°Ｃとしたガスタービ
ンが提案されている。こうした高温の燃焼ガスからガス
タービンの静翼および動翼を保護するために、従来の空
気による冷却に代えて比較的低温の蒸気にて冷却する所
謂蒸気冷却ガスタービンの開発が行われている。こうし
た蒸気冷却ガスタービンでは、蒸気は、例えば、蒸気源
としてコンバインドサイクルの蒸気タービンからの抽気
を用いることができ、特にガスタービンの動翼を冷却す
る冷却蒸気は、前記蒸気源からガスタービンのロータ尾
端部からロータ内に形成された蒸気通路を経て、ロータ
ディスクに取り付けられた各動翼に供給される。
【０００３】前記蒸気通路は、ロータ尾端部から軸方向
に延びる複数の軸方向供給通路と、該軸方向供給通路に
連通し各ロータディスクに取り付けられた動翼の各々に
均等に蒸気を分配するために周方向に形成した蒸気供給
室と、動翼からの蒸気を回収する回収通路から成る。
に延びる複数の軸方向供給通路と、該軸方向供給通路に
連通し各ロータディスクに取り付けられた動翼の各々に
均等に蒸気を分配するために周方向に形成した蒸気供給
室と、動翼からの蒸気を回収する回収通路から成る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】蒸気冷却ガスタービン
を用いる場合、上述したロータ内に形成した蒸気通路に
おける漏洩を防止することが、蒸気ガスタービンプラン
トの効率を高める上で非常に重要となる。また、蒸気冷
却ガスタービンにおいて、冷却蒸気が蒸気の供給、回収
経路外に漏洩すると、休止時にガスタービンが冷え蒸気
が凝縮する等他の問題を生じる。特に蒸気冷却ガスター
ビンでは、蒸気室内の蒸気圧力が比較的高く、また、許
容できる蒸気の漏れ量も少ないために厳格な蒸気シール
が必要となる。
を用いる場合、上述したロータ内に形成した蒸気通路に
おける漏洩を防止することが、蒸気ガスタービンプラン
トの効率を高める上で非常に重要となる。また、蒸気冷
却ガスタービンにおいて、冷却蒸気が蒸気の供給、回収
経路外に漏洩すると、休止時にガスタービンが冷え蒸気
が凝縮する等他の問題を生じる。特に蒸気冷却ガスター
ビンでは、蒸気室内の蒸気圧力が比較的高く、また、許
容できる蒸気の漏れ量も少ないために厳格な蒸気シール
が必要となる。
【０００５】一方、蒸気供給室は、第１段動翼、つま
り、ガスタービンの圧縮機に最も近い位置に配設され最
も高温、高圧の燃焼ガスを受ける動翼に蒸気を分配、供
給するための蒸気供給室を除いて、蒸気供給室はロータ
ディスクの間に形成することができ、ロータディスク同
士を気密に連結することにより蒸気の漏洩を防止するこ
とができる。然しながら、前記第１段動翼に冷却蒸気を
供給する蒸気供給室は、第１段ロータディスク、つま
り、圧縮機に対面するロータディスクの端面に形成され
るために、特別の蒸気シール構造が必要となる。
り、ガスタービンの圧縮機に最も近い位置に配設され最
も高温、高圧の燃焼ガスを受ける動翼に蒸気を分配、供
給するための蒸気供給室を除いて、蒸気供給室はロータ
ディスクの間に形成することができ、ロータディスク同
士を気密に連結することにより蒸気の漏洩を防止するこ
とができる。然しながら、前記第１段動翼に冷却蒸気を
供給する蒸気供給室は、第１段ロータディスク、つま
り、圧縮機に対面するロータディスクの端面に形成され
るために、特別の蒸気シール構造が必要となる。
【０００６】また、前記第１段動翼に冷却蒸気を分配、
供給する蒸気供給室は、ガスタービンの中心部に配設さ
れているために、その保守、修理を行うことが難しく、
特に従来技術ではロータを個々のロータディスクに分解
しなければならない問題もあった。
供給する蒸気供給室は、ガスタービンの中心部に配設さ
れているために、その保守、修理を行うことが難しく、
特に従来技術ではロータを個々のロータディスクに分解
しなければならない問題もあった。
【０００７】本発明はこうした従来技術の問題を解決す
ることを技術課題としており、ガスタービンのロータに
おいて圧縮機に対面する端面に形成される蒸気供給室か
らの蒸気の漏洩を確実に防止する共に、前記蒸気供給室
のシール構造の保守、修理を容易にした蒸気冷却ガスタ
ービンを提供することを目的としている。
ることを技術課題としており、ガスタービンのロータに
おいて圧縮機に対面する端面に形成される蒸気供給室か
らの蒸気の漏洩を確実に防止する共に、前記蒸気供給室
のシール構造の保守、修理を容易にした蒸気冷却ガスタ
ービンを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、冷却蒸気供給源からガスタービンのロータに形成し
た蒸気通路、および、該蒸気通路に連通する蒸気供給室
を介して動翼に冷却用蒸気を供給する蒸気冷却ガスター
ビンにおいて、前記蒸気供給室は、前記ロータを形成す
る複数のロータディスクのうち圧縮機側に配設された第
１段ロータディスクの圧縮機に対面する端面に形成され
た前記ロータの回転軸線を中心とする環状の凹所と、該
凹所において前記圧縮機に対面する開口部を閉鎖する環
状部材から成るシールディスクとにより形成されてお
り、前記ロータは、前記環状の凹所において前記圧縮機
に対面する開口部の内周縁部に沿って配設された係止部
を有し、前記ロータは、前記環状の凹所において前記圧
縮機に対面する開口部の内周縁部に沿って配設された係
止部を有し、前記シールディスクが、前記係止部に係合
可能な係合部を有して成り、前記ロータの係止部および
前記シールディスクの係合部は、周方向に周期的に繰り
返す凹凸から成り、前記シールディスクの係合部の凸部
を前記ロータの係止部の凹部に位置合わせして、前記シ
ールディスクを軸方向に移動させ、前記係合部が前記係
止部を越えた後に前記シールディスクを所定角度を以て
回転させることにより両者が係合するようになっている
蒸気冷却ガスタービンを要旨とする。
は、冷却蒸気供給源からガスタービンのロータに形成し
た蒸気通路、および、該蒸気通路に連通する蒸気供給室
を介して動翼に冷却用蒸気を供給する蒸気冷却ガスター
ビンにおいて、前記蒸気供給室は、前記ロータを形成す
る複数のロータディスクのうち圧縮機側に配設された第
１段ロータディスクの圧縮機に対面する端面に形成され
た前記ロータの回転軸線を中心とする環状の凹所と、該
凹所において前記圧縮機に対面する開口部を閉鎖する環
状部材から成るシールディスクとにより形成されてお
り、前記ロータは、前記環状の凹所において前記圧縮機
に対面する開口部の内周縁部に沿って配設された係止部
を有し、前記ロータは、前記環状の凹所において前記圧
縮機に対面する開口部の内周縁部に沿って配設された係
止部を有し、前記シールディスクが、前記係止部に係合
可能な係合部を有して成り、前記ロータの係止部および
前記シールディスクの係合部は、周方向に周期的に繰り
返す凹凸から成り、前記シールディスクの係合部の凸部
を前記ロータの係止部の凹部に位置合わせして、前記シ
ールディスクを軸方向に移動させ、前記係合部が前記係
止部を越えた後に前記シールディスクを所定角度を以て
回転させることにより両者が係合するようになっている
蒸気冷却ガスタービンを要旨とする。
【０００９】請求項１に記載の本発明によれば、前記シ
ールディスクを所定角度を以て回転させることによりシ
ールディスクとロータとが係合、解除されるために、ロ
ータディスクを分解することなく、つまり、スピンドル
ボルトを外すことなく、蒸気室のシール構造の保守、修
理を容易に行うことが可能となる。
ールディスクを所定角度を以て回転させることによりシ
ールディスクとロータとが係合、解除されるために、ロ
ータディスクを分解することなく、つまり、スピンドル
ボルトを外すことなく、蒸気室のシール構造の保守、修
理を容易に行うことが可能となる。
【００１０】好ましくは、前記ロータの前記環状の凹所
において前記圧縮機に対面する開口部の外周縁部に沿っ
てシール面を設け、該凹所のシール面と緊密に接触可能
なシール面を前記シールディスクの外周部に形成する。
これにより、前記シールディスクを前記ロータに取り付
けた後に前記ロータが回転したときに、前記シールディ
スクに作用する遠心力により前記シールディスクのシー
ル面を前記開口部のシール面に押圧し、以て、両者間の
シール性を高めることができる。
において前記圧縮機に対面する開口部の外周縁部に沿っ
てシール面を設け、該凹所のシール面と緊密に接触可能
なシール面を前記シールディスクの外周部に形成する。
これにより、前記シールディスクを前記ロータに取り付
けた後に前記ロータが回転したときに、前記シールディ
スクに作用する遠心力により前記シールディスクのシー
ル面を前記開口部のシール面に押圧し、以て、両者間の
シール性を高めることができる。
【００１１】更に、前記シールディスクを回転させて、
前記係合部を前記ロータの係止部に係合させたときに、
前記係合部と共に前記係止部を軸方向に挟持する前押え
部を前記シールディスクに設けると共に、前記前押え部
と前記係止部の間に環状のシール部材を配設して、前記
シールディスクを前記ロータに取り付けた後に前記ロー
タが回転したときに、前記シール部材に作用する遠心力
により前記シール部材を前記前押え部および前記係止部
とに押圧し、以て、前記前押え部と前記係止部の間のシ
ール性を高める。
前記係合部を前記ロータの係止部に係合させたときに、
前記係合部と共に前記係止部を軸方向に挟持する前押え
部を前記シールディスクに設けると共に、前記前押え部
と前記係止部の間に環状のシール部材を配設して、前記
シールディスクを前記ロータに取り付けた後に前記ロー
タが回転したときに、前記シール部材に作用する遠心力
により前記シール部材を前記前押え部および前記係止部
とに押圧し、以て、前記前押え部と前記係止部の間のシ
ール性を高める。
【００１２】前記シール部材を複数のシール小片から形
成して、シール部材の取り外し、または、交換作業を容
易にすることができる。また、前記シール小片の端部に
端部は、隣接するシール小片と相補形に組み合う欠切部
を形成し、シール小片間のつなぎ目からの漏洩を防止す
ることが好ましい。
成して、シール部材の取り外し、または、交換作業を容
易にすることができる。また、前記シール小片の端部に
端部は、隣接するシール小片と相補形に組み合う欠切部
を形成し、シール小片間のつなぎ目からの漏洩を防止す
ることが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好ましい実施形態を説明する。先ず、図１を参照する
と、本発明を適用する蒸気冷却ガスタービンの第１段動
翼１００、つまり、最も高圧側の動翼を支持する第１段
ロータディスク１１０の周縁部の部分断面図が示されて
いる。図１において第１段ロータディスク１１０の右側
に、より低圧の第２段、第３段、第４段動翼（図示せ
ず）を支持する第２段、第３段、第４段ロータディスク
（図示せず）が順次配設される。第１段ロータディスク
１１０は、その周縁部に周方向に等間隔に形成されたス
ピンドルボルト孔１１２を有しており、第１から第４段
ロータディスクを軸方向に並設し、貫通孔１１２および
第２から第４段ロータディスクの各々に形成されたに対
応のスピンドルボルト（図示せず）にスピンドルボルト
（図示せず）を挿通、締結することにより、複数段数の
動翼を支持しながら一体的に回転するロータが形成され
る。
の好ましい実施形態を説明する。先ず、図１を参照する
と、本発明を適用する蒸気冷却ガスタービンの第１段動
翼１００、つまり、最も高圧側の動翼を支持する第１段
ロータディスク１１０の周縁部の部分断面図が示されて
いる。図１において第１段ロータディスク１１０の右側
に、より低圧の第２段、第３段、第４段動翼（図示せ
ず）を支持する第２段、第３段、第４段ロータディスク
（図示せず）が順次配設される。第１段ロータディスク
１１０は、その周縁部に周方向に等間隔に形成されたス
ピンドルボルト孔１１２を有しており、第１から第４段
ロータディスクを軸方向に並設し、貫通孔１１２および
第２から第４段ロータディスクの各々に形成されたに対
応のスピンドルボルト（図示せず）にスピンドルボルト
（図示せず）を挿通、締結することにより、複数段数の
動翼を支持しながら一体的に回転するロータが形成され
る。
【００１４】第１段ロータディスク１１０において、ス
ピンドルボルト孔１１２の半径方向外側の周縁部には、
複数の蒸気流通孔１１４が周方向に等間隔に形成されて
おり、第１から第４のロータディスクがスピンドルボル
トにより締結されたときに、第１のロータディスク１１
０の蒸気供給孔１１４、および、これに対応する第２か
ら第４のロータディスクの蒸気供給孔（図示せず）に蒸
気通路を形成する蒸気供給管路１１６が挿通される。図
１において、蒸気供給孔１１４は、第１段ロータディス
ク１１０の圧縮機に対面する側面（図１において左側）
に形成された凹所より成る蒸気供給室１１８内に開口し
ている。蒸気供給管路１１６は、蒸気供給室１１８内に
開口し、留め具１１４ａにより第１のロータディスク１
１０に固定される。蒸気供給室１１８の開口部には、半
径方向外側の内面にシール面１２０が設けられ、かつ、
半径方向内側の面から半径方向外方へ突出する係止部１
２２が設けられており、該開口部は、後述する密封手段
を形成するシールディスク１０により密封、閉鎖され
る。
ピンドルボルト孔１１２の半径方向外側の周縁部には、
複数の蒸気流通孔１１４が周方向に等間隔に形成されて
おり、第１から第４のロータディスクがスピンドルボル
トにより締結されたときに、第１のロータディスク１１
０の蒸気供給孔１１４、および、これに対応する第２か
ら第４のロータディスクの蒸気供給孔（図示せず）に蒸
気通路を形成する蒸気供給管路１１６が挿通される。図
１において、蒸気供給孔１１４は、第１段ロータディス
ク１１０の圧縮機に対面する側面（図１において左側）
に形成された凹所より成る蒸気供給室１１８内に開口し
ている。蒸気供給管路１１６は、蒸気供給室１１８内に
開口し、留め具１１４ａにより第１のロータディスク１
１０に固定される。蒸気供給室１１８の開口部には、半
径方向外側の内面にシール面１２０が設けられ、かつ、
半径方向内側の面から半径方向外方へ突出する係止部１
２２が設けられており、該開口部は、後述する密封手段
を形成するシールディスク１０により密封、閉鎖され
る。
【００１５】第１段動翼１００を冷却するための冷却蒸
気が、例えば低圧蒸気タービン（図示せず）からの抽気
管路等の冷却蒸気源から、蒸気供給管路１１６を介して
蒸気供給室１１８へ供給され、ここから第１段ロータデ
ィスク１１０内に形成された蒸気通路（図示せず）内を
流通して、第１段動翼１００内に供給される。
気が、例えば低圧蒸気タービン（図示せず）からの抽気
管路等の冷却蒸気源から、蒸気供給管路１１６を介して
蒸気供給室１１８へ供給され、ここから第１段ロータデ
ィスク１１０内に形成された蒸気通路（図示せず）内を
流通して、第１段動翼１００内に供給される。
【００１６】次に、図２から図５を参照してシールディ
スク１０を説明する。シールディスク１０は環状の部材
であり、半径方向外側の周縁部には、シールディスク１
０を第１段ロータディスク１１０に取付け、固定するた
めのボルト（図示せず）を挿通する複数のボルト挿通孔
１２が周方向に等間隔に形成され、かつ、ボルト挿通孔
１２の近傍の後面または内面には第１段ロータディスク
１１０のシール面１２０に緊密に接触するシール面２０
が設けられている。一方、シールディスク１０の内周面
（図２において下側）は、その断面において軸方向に二
股に分岐した形状をなしており、シールディスク１０を
第１段ロータディスク１１０に取り付けたときに前側、
つまり、圧縮機に対面する側に前押え部１４が形成さ
れ、後側に蒸気供給室１１８の係止部１２２と係合する
係合部１６が形成される。
スク１０を説明する。シールディスク１０は環状の部材
であり、半径方向外側の周縁部には、シールディスク１
０を第１段ロータディスク１１０に取付け、固定するた
めのボルト（図示せず）を挿通する複数のボルト挿通孔
１２が周方向に等間隔に形成され、かつ、ボルト挿通孔
１２の近傍の後面または内面には第１段ロータディスク
１１０のシール面１２０に緊密に接触するシール面２０
が設けられている。一方、シールディスク１０の内周面
（図２において下側）は、その断面において軸方向に二
股に分岐した形状をなしており、シールディスク１０を
第１段ロータディスク１１０に取り付けたときに前側、
つまり、圧縮機に対面する側に前押え部１４が形成さ
れ、後側に蒸気供給室１１８の係止部１２２と係合する
係合部１６が形成される。
【００１７】特に図３から図５を参照すると、シールデ
ィスク１０の内周面には規則正しく形成された複数の凹
凸部が形成されており、前記係合部１６は、シールディ
スク１０の内周面から半径方向内方へ突き出す凸部にて
形成されている。一方、ロータディスク１００の蒸気供
給室１１８の開口部にも、係合部１６に対応させて形成
された複数の凹凸部が設けられており、係止部１２２
は、半径方向外方へ突き出す凸部にて形成されている。
ィスク１０の内周面には規則正しく形成された複数の凹
凸部が形成されており、前記係合部１６は、シールディ
スク１０の内周面から半径方向内方へ突き出す凸部にて
形成されている。一方、ロータディスク１００の蒸気供
給室１１８の開口部にも、係合部１６に対応させて形成
された複数の凹凸部が設けられており、係止部１２２
は、半径方向外方へ突き出す凸部にて形成されている。
【００１８】シールディスク１０の取付けに際しては、
係合部１６の凸部１８ａおよび凹部１８ｂが、各々、係
止部１２２の凹部１２４ｂおよび凸部１２４ａに重なる
ようにして、シールディスク１０をロータディスク１０
０に対して位置決めし、シールディスク１０の前押え部
１４が、ロータディスク１００の係止部１２２に当接す
るまで、シールディスク１０をガスタービンの中心軸線
に沿って後方、すなわち、図１において右方へ移動させ
る（図６参照）。次いで、シールディスク１０を左右何
れかの回転方向に回転させ、図５に示すように、係合部
１６と係止部１２２が重なり合う状態で、ボルト挿通孔
１２にボルトを通し、ロータディスク１００に形成され
た対応のボルト孔に締結する。これにより、シールディ
スク１０がロータディスク１１０に固定される。このよ
うにして、シールディスク１０がロータディスク１１０
に固定されると、シールディスク１０とロータディスク
１１０の間には、図５に示すように、係合部１６および
係止部１２２の凹部１８ｂ、１２４ｂにより形成される
複数の開口部が出現する。
係合部１６の凸部１８ａおよび凹部１８ｂが、各々、係
止部１２２の凹部１２４ｂおよび凸部１２４ａに重なる
ようにして、シールディスク１０をロータディスク１０
０に対して位置決めし、シールディスク１０の前押え部
１４が、ロータディスク１００の係止部１２２に当接す
るまで、シールディスク１０をガスタービンの中心軸線
に沿って後方、すなわち、図１において右方へ移動させ
る（図６参照）。次いで、シールディスク１０を左右何
れかの回転方向に回転させ、図５に示すように、係合部
１６と係止部１２２が重なり合う状態で、ボルト挿通孔
１２にボルトを通し、ロータディスク１００に形成され
た対応のボルト孔に締結する。これにより、シールディ
スク１０がロータディスク１１０に固定される。このよ
うにして、シールディスク１０がロータディスク１１０
に固定されると、シールディスク１０とロータディスク
１１０の間には、図５に示すように、係合部１６および
係止部１２２の凹部１８ｂ、１２４ｂにより形成される
複数の開口部が出現する。
【００１９】本実施形態では、この開口部１８ｂ、１２
４ｂからの冷却蒸気の漏洩は、図６、７に示すように、
前押え部１４と係止部１２２の基端部に形成された環状
溝１２６の間に配設された環状のシール部材２２により
防止される。シール部材２２は、連続する１本の環状部
材にて形成することもできるが、シール部材２２を容易
に交換可能とするために、好ましくは、周方向に例えば
２分割、３分割または４分割できる複数の円弧状のシー
ル小片から形成される。シール部材２２を複数の円弧状
シール小片から形成する場合には、図８に示すように、
２つのシール小片２４、２６の端部２４ａ、２６ａを、
各々の中心軸線を含む平面で半割に切り欠いて、対向す
るシール面２４ｂ、２６ｂにおいて相補形に組み合う欠
切部が形成されている。これにより、シール小片間の継
ぎ目におけるシールが確実になる。
４ｂからの冷却蒸気の漏洩は、図６、７に示すように、
前押え部１４と係止部１２２の基端部に形成された環状
溝１２６の間に配設された環状のシール部材２２により
防止される。シール部材２２は、連続する１本の環状部
材にて形成することもできるが、シール部材２２を容易
に交換可能とするために、好ましくは、周方向に例えば
２分割、３分割または４分割できる複数の円弧状のシー
ル小片から形成される。シール部材２２を複数の円弧状
シール小片から形成する場合には、図８に示すように、
２つのシール小片２４、２６の端部２４ａ、２６ａを、
各々の中心軸線を含む平面で半割に切り欠いて、対向す
るシール面２４ｂ、２６ｂにおいて相補形に組み合う欠
切部が形成されている。これにより、シール小片間の継
ぎ目におけるシールが確実になる。
【００２０】以下、本発明実施形態の作用を説明する。
既述したように、シール部材２２をロータディスク１１
０の環状溝１２６内に収納した状態で、シールディスク
１０を、第１段ロータディスク１１０に取り付け固定す
る。ガスタービンが作動しロータが回転すると、シール
ディスク１０に作用する遠心力により、シールディスク
１０のシール面２０は、第１段ロータディスク１１０の
シール面１２０に押圧され、両シール面２０、１２０の
間を流通する冷却蒸気の漏洩が防止される。同様に、ロ
ータの回転によりシール部材２２に作用する遠心力によ
り、シール部材２２は、環状溝１２６およびシールディ
スク１０の前押え部１４の各々の内面に押圧され、シー
ルディスク１０とロータディスク１１０の凹部１８ｂ、
１２４ｂにより形成される複数の開口部を通過し、前押
え部１４と係止部１２２の間からの冷却ガスの漏洩が防
止される。
既述したように、シール部材２２をロータディスク１１
０の環状溝１２６内に収納した状態で、シールディスク
１０を、第１段ロータディスク１１０に取り付け固定す
る。ガスタービンが作動しロータが回転すると、シール
ディスク１０に作用する遠心力により、シールディスク
１０のシール面２０は、第１段ロータディスク１１０の
シール面１２０に押圧され、両シール面２０、１２０の
間を流通する冷却蒸気の漏洩が防止される。同様に、ロ
ータの回転によりシール部材２２に作用する遠心力によ
り、シール部材２２は、環状溝１２６およびシールディ
スク１０の前押え部１４の各々の内面に押圧され、シー
ルディスク１０とロータディスク１１０の凹部１８ｂ、
１２４ｂにより形成される複数の開口部を通過し、前押
え部１４と係止部１２２の間からの冷却ガスの漏洩が防
止される。
【００２１】なお、図８ではシール部材２２は、断面円
形の円弧状シール小片２４、２６にて示されているが、
本発明はこれに限定されず、シール部材２２は図７に示
すように、ロータディスク１１０の係止部１２２の基端
部に形成された環状溝１２６の形状に合わせて、断面が
概ね五角形の複数のシール小片にて構成しても良い。要
は、断面において、シールディスク１０およびロータデ
ィスク１１０に対して２点Ｐ1、Ｐ2で接触できる形状で
あればよい。また、シール小片の端部の切欠は、図８で
は中心軸線を含む平面で切り欠くことに形成する旨説明
したが、本発明はこれに限定されず、中心軸線を含まな
い平面で切り欠いてもよい。要は、隣接するシール小片
が半径方向に部分的に重なり合う端部形状とすればよ
い。特に、図７に示すように、半径方向外方へ位置する
側のシール小片の端部２２ｂが小さく、反対に半径方向
内方へ位置する側のシール小片の端部２２ａが大きくな
るようにしてもよい。このように構成することにより、
ガスタービンが回転するときに、半径方向内方へ位置す
る側のシール小片の端部２２ａに作用する遠心力によ
り、半径方向外方へ位置する側のシール小片の端部２２
ｂが、環状溝１２６およびシールディスク１０の前押え
部１４の各々の内面に押圧され、より一層シール効果を
高めることが可能となる。
形の円弧状シール小片２４、２６にて示されているが、
本発明はこれに限定されず、シール部材２２は図７に示
すように、ロータディスク１１０の係止部１２２の基端
部に形成された環状溝１２６の形状に合わせて、断面が
概ね五角形の複数のシール小片にて構成しても良い。要
は、断面において、シールディスク１０およびロータデ
ィスク１１０に対して２点Ｐ1、Ｐ2で接触できる形状で
あればよい。また、シール小片の端部の切欠は、図８で
は中心軸線を含む平面で切り欠くことに形成する旨説明
したが、本発明はこれに限定されず、中心軸線を含まな
い平面で切り欠いてもよい。要は、隣接するシール小片
が半径方向に部分的に重なり合う端部形状とすればよ
い。特に、図７に示すように、半径方向外方へ位置する
側のシール小片の端部２２ｂが小さく、反対に半径方向
内方へ位置する側のシール小片の端部２２ａが大きくな
るようにしてもよい。このように構成することにより、
ガスタービンが回転するときに、半径方向内方へ位置す
る側のシール小片の端部２２ａに作用する遠心力によ
り、半径方向外方へ位置する側のシール小片の端部２２
ｂが、環状溝１２６およびシールディスク１０の前押え
部１４の各々の内面に押圧され、より一層シール効果を
高めることが可能となる。
【図１】本発明実施形態による第１段ロータディスクの
要部拡大断面図である。
要部拡大断面図である。
【図２】本発明実施形態によるシールディスクの断面図
である。
である。
【図３】図２において矢視線III-IIIの方向に見たシー
ルディスクの部分拡大端面図である。
ルディスクの部分拡大端面図である。
【図４】ロータディスクの係止部と、シールディスクの
係合部の部分拡大図であり、両者間の係合が解除された
状態を示す図である。
係合部の部分拡大図であり、両者間の係合が解除された
状態を示す図である。
【図５】ロータディスクの係止部と、シールディスクの
係合部の部分拡大図であり、両者の係合状態を示す図で
ある。
係合部の部分拡大図であり、両者の係合状態を示す図で
ある。
【図６】図１においてＡにて示す部分の拡大断面図であ
る。
る。
【図７】図６においてＢにて示す部分の拡大断面図であ
る。
る。
【図８】シール部材を構成するシール小片の端部の拡大
図である。
図である。
１０…シールディスク １４…前押え部 １６…係合部 ２０…シール面 １００…動翼 １１０…第１段ロータディスク １１４…蒸気流通孔 １１６…蒸気供給管路 １１８…蒸気供給室 １２０…シール面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上松 一雄 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 Ｆターム(参考） 3G002 CA07 CA10 CB01 HA08
Claims (5)
- 【請求項１】 冷却蒸気供給源からガスタービンのロー
タに形成した蒸気通路、および、該蒸気通路に連通する
蒸気供給室を介して動翼に冷却用蒸気を供給する蒸気冷
却ガスタービンにおいて、 前記蒸気供給室は、前記ロータを形成する複数のロータ
ディスクのうち圧縮機側に配設された第１段ロータディ
スクの圧縮機に対面する端面に形成された前記ロータの
回転軸線を中心とする環状の凹所と、該凹所において前
記圧縮機に対面する開口部を閉鎖する環状部材から成る
シールディスクとにより形成されており、 前記ロータは、前記環状の凹所において前記圧縮機に対
面する開口部の内周縁部に沿って配設された係止部を有
し、前記シールディスクが、前記係止部に係合可能な係
合部を有して成り、 前記ロータの係止部および前記シールディスクの係合部
は、周方向に周期的に繰り返す凹凸から成り、前記シー
ルディスクの係合部の凸部を前記ロータの係止部の凹部
に位置合わせして、前記シールディスクを軸方向に移動
させ、前記係合部が前記係止部を越えた後に前記シール
ディスクを所定角度を以て回転させることにより両者が
係合するようになっている蒸気冷却ガスタービン。 - 【請求項２】 前記ロータは、前記環状の凹所において
前記圧縮機に対面する開口部の外周縁部に沿って設けら
れたシール面を有し、前記シールディスクが、その外周
部に形成され前記凹所のシール面と緊密に接触可能なシ
ール面を有して成り、 前記シールディスクを前記ロータに取り付けた後に前記
ロータが回転したときに、前記シールディスクに作用す
る遠心力により前記シールディスクのシール面を前記開
口部のシール面に押圧し、以て、両者間のシール性を高
めた請求項１に記載の蒸気冷却ガスタービン。 - 【請求項３】 前記シールディスクは、更に、前記シー
ルディスクを回転させて、前記係合部を前記ロータの係
止部に係合させたときに、前記係合部と共に前記係止部
を軸方向に挟持する前押え部を有しており、 前記前押え部と前記係止部の間に環状のシール部材を配
設して、前記シールディスクを前記ロータに取り付けた
後に前記ロータが回転したときに、前記シール部材に作
用する遠心力により前記シール部材を前記前押え部およ
び前記係止部とに押圧し、以て、前記前押え部と前記係
止部の間のシール性を高めた請求項１または２に記載の
蒸気冷却ガスタービン。 - 【請求項４】 前記シール部材が複数のシール小片から
成る請求項３に記載の蒸気冷却ガスタービン。 - 【請求項５】 前記シール小片の端部に端部には、隣接
するシール小片と相補形に組み合う欠切部が形成されて
いる請求項４に記載の蒸気冷却ガスタービン。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28249099A JP4064581B2 (ja) | 1999-10-04 | 1999-10-04 | 蒸気冷却ガスタービン |
| CA002491476A CA2491476C (en) | 1999-09-30 | 2000-09-27 | An arrangement for sealing a steam-cooled gas turbine |
| CA002321375A CA2321375C (en) | 1999-09-30 | 2000-09-27 | An arrangement for sealing a steam-cooled gas turbine |
| US09/672,311 US6524061B1 (en) | 1999-09-30 | 2000-09-29 | Arrangement for sealing a steam-cooled gas turbine |
| EP06021029A EP1744034B1 (en) | 1999-09-30 | 2000-09-29 | An arrangement for sealing a steam-cooled gas turbine |
| EP00121221A EP1088976B1 (en) | 1999-09-30 | 2000-09-29 | An arrangement for sealing a steam-cooled gas turbine |
| DE60038271T DE60038271T2 (de) | 1999-09-30 | 2000-09-29 | Anordnung zum Abdichten einer dampfgekühlten Gasturbine |
| DE60039732T DE60039732D1 (de) | 1999-09-30 | 2000-09-29 | Anordnung zum Abdichten einer dampfgekühlten Gasturbine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28249099A JP4064581B2 (ja) | 1999-10-04 | 1999-10-04 | 蒸気冷却ガスタービン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001098906A true JP2001098906A (ja) | 2001-04-10 |
| JP4064581B2 JP4064581B2 (ja) | 2008-03-19 |
Family
ID=17653131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28249099A Expired - Fee Related JP4064581B2 (ja) | 1999-09-30 | 1999-10-04 | 蒸気冷却ガスタービン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4064581B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1512834A2 (en) | 2003-09-04 | 2005-03-09 | General Electric Company | Gas turbine air baffle for rotating cavity |
| US6991429B2 (en) | 2001-10-10 | 2006-01-31 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Sealing structure of spindle bolt, and gas turbine |
| JP2021152363A (ja) * | 2020-03-24 | 2021-09-30 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトSiemens Aktiengesellschaft | ロータ用のシールリングおよびこのようなシールリングを有するロータ |
-
1999
- 1999-10-04 JP JP28249099A patent/JP4064581B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6991429B2 (en) | 2001-10-10 | 2006-01-31 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Sealing structure of spindle bolt, and gas turbine |
| EP1512834A2 (en) | 2003-09-04 | 2005-03-09 | General Electric Company | Gas turbine air baffle for rotating cavity |
| JP2005083383A (ja) * | 2003-09-04 | 2005-03-31 | General Electric Co <Ge> | ガスタービンエンジンの回転空洞用空気バッフル |
| JP4576180B2 (ja) * | 2003-09-04 | 2010-11-04 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | ガスタービンエンジンの回転空洞用空気バッフル |
| EP1512834A3 (en) * | 2003-09-04 | 2012-06-13 | General Electric Company | Gas turbine air baffle for rotating cavity |
| JP2021152363A (ja) * | 2020-03-24 | 2021-09-30 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトSiemens Aktiengesellschaft | ロータ用のシールリングおよびこのようなシールリングを有するロータ |
| JP7214774B2 (ja) | 2020-03-24 | 2023-01-30 | シーメンス エナジー グローバル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト | ロータ用のシールリングおよびこのようなシールリングを有するロータ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4064581B2 (ja) | 2008-03-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4124614B2 (ja) | タービンディスクの側板 | |
| US8206119B2 (en) | Turbine coverplate systems | |
| US6565322B1 (en) | Turbo-machine comprising a sealing system for a rotor | |
| RU2467176C2 (ru) | Устройство для охлаждения пазов диска ротора в турбомашине, имеющее два потока подаваемого воздуха | |
| JP5674672B2 (ja) | タービンエンジンのロータまたはステータ要素を締結するための環状フランジ | |
| US6682307B1 (en) | Sealing system for a rotor of a turbo engine | |
| EP1249592A2 (en) | Steam cooled turbine | |
| US6477773B1 (en) | Methods for disassembling, replacing and assembling parts of a steam cooling system for a gas turbine | |
| JP2006342797A (ja) | ガスタービンエンジンのシールアッセンブリ、ロータアッセンブリ、ロータアッセンブリ用ブレードおよび段間キャビティシール | |
| JP3762661B2 (ja) | タービンロータ | |
| CA2245639C (en) | Recovery type steam-cooled gas turbine | |
| EP0921277A1 (en) | Seal structure between gas turbine discs | |
| JPH1181910A (ja) | ガスタービンディスク内の締結ボルト孔とボルト間のシール装置 | |
| US3656864A (en) | Turbomachine rotor | |
| US3575522A (en) | Turbine cooling | |
| US6524061B1 (en) | Arrangement for sealing a steam-cooled gas turbine | |
| US9631507B2 (en) | Gas turbine sealing band arrangement having a locking pin | |
| JPH01159422A (ja) | ガスタービン | |
| US20110158819A1 (en) | Internal reaction steam turbine cooling arrangement | |
| JP2001098906A (ja) | 蒸気冷却ガスタービン | |
| JP2002256807A (ja) | ロータディスク用のボルト継手及びその中の熱勾配を減少させる方法 | |
| US11111803B2 (en) | Sealing structure between turbine rotor disk and interstage disk | |
| US9422820B2 (en) | Method and system for self-locking a closure bucket in a rotary machine | |
| US20200200019A1 (en) | Turbomachine disc cover mounting arrangement | |
| JP3993349B2 (ja) | 蒸気冷却ガスタービン |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060308 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060623 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20060626 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070626 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070703 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070820 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20071204 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071227 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4064581 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110111 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110111 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120111 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130111 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140111 Year of fee payment: 6 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |