JP2001526346A - ガスタービンエンジン用のシールアセンブリ - Google Patents
ガスタービンエンジン用のシールアセンブリInfo
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
- F01D25/246—Fastening of diaphragms or stator-rings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
Abstract
Description
は、特に、ガスタービンエンジンのシュラウド装置における改良されたシールア
センブリに関する。本発明は、また、このアセンブリ用の改良されたシールに関
する。
によって囲まれている。このシュラウドは、通常、いくつかの環体のセグメント
として形成され、これらのセグメントを、それぞれの端部が接するようにロータ
の周囲に配置する。上記セグメントは、外側に配置された環状のタービン支持ケ
ースによって支持される。それぞれのシュラウドセグメントの間には、運転中に
起こる膨張に対応することができるようにわずかな間隙が設けられている。シュ
ラウドセグメントを冷却するために、タービン支持ケースとシュラウドセグメン
トとの間に形成される環状の空間に冷却空気が導入される。しかし、この冷却空
気は、環状の空間から膨張に備えた間隙の間を通って径方向内側に、かつ膨張に
備えた間隙の間及びシュラウドセグメントとタービン支持ケースとの間の下流接
続部の間から軸方向下流に漏れるおそれがある。通常、径方向及び軸方向の両方
向で漏れる冷却空気を最小とするために、シュラウドセグメントとタービン支持
ケースとの間にシールが設けられる。
、このシールアセンブリは、シュラウドセグメントに対して径方向及び軸方向の
両方向でシールを提供すると同時に、タービン支持ケースに対するシュラウドセ
グメントの回転を防止する。
リップの長いレッグ部が、隣接するシュラウドセグメントのそれぞれの隣接する
端部に設けられたスロット内に軸方向に取り付けられて径方向のシールを提供し
、同時に、このストリップの短いレッグ部が、シュラウドセグメントの下流面に
隣接して径方向に延びて間隙から軸方向のシールを提供する。同時に、短いレッ
グ部に設けられた止め手段が、間隙と対向する位置でケースに形成された径方向
ノッチ内へと延びる。ノッチ内の止め手段は、シュラウドセグメントがケースに
対して回転するのを防止する。止め手段は、短いレッグ部の延長部を含むことが
望ましい。
支持された複数のシュラウドセグメントとを有するガスタービンエンジンの運転
を改善するためのアセンブリに関する。これらのシュラウドセグメントは、端部
と端部が接するように配置され、タービン支持ケース内で環状のシュラウドを形
成する。隣接するシュラウドセグメントの隣接するそれぞれの端部には、シール
受け入れ手段が設けられている。隣接するシュラウドセグメントの隣接する端部
間の間隙を径方向及び軸方向の両方向で塞ぐために、シール受け入れ手段に挿入
するシールが提供される。協同する回転防止手段も、シール手段及びタービン支
持ケースの下流面に設けられており、この回転防止手段は、支持ケースに対する
シュラウドセグメントの回転を防止する。
複数のシュラウドセグメントとを有するガスタービンエンジンで使用されるシー
ルに関する。シュラウドセグメントは、端部と端部が接するように配置され、支
持ケース内で環状のシュラウドを形成する。このシールは、L字型のストリップ
を含み、このL字型のストリップは、隣接するシュラウドセグメントの隣接する
それぞれの端部に設けられたスロット状の受け入れ手段に挿入されて、シュラウ
ドセグメントの端部間の間隙を径方向で塞ぐ長いレッグ部と、長いレッグ部に対
して横方向に延びて、上記端部間の間隙を軸方向で塞ぐ短いレッグ部と、を備え
ている。このシールは、また、その短いレッグ部に回転防止手段を有し、この回
転防止手段は、シールがシュラウドセグメントに取り付けられたときに、支持ケ
ース上の手段と協同してシュラウドセグメントの周方向での移動を防止する。
ム7には、径方向に延びるロータブレード5が支持されている。ロータ3は、隣
接するステータ9,11の間に位置する。環状のシュラウド13がロータ3を囲
み、シュラウド13の径方向内側面15がロータブレード5の先端部17に近接
して配置されている。
たシュラウドセグメント19よりなる。各シュラウドセグメント19は、それぞ
れロータ3を囲む支持ケース21内に固定されている。協同する取付手段が、シ
ュラウドセグメント19及び支持ケース21の両方に設けられており、この取付
手段によってケース21内にシュラウドセグメント19が取り付けられる。
ロット23から軸方向に離間された環状の下流スロット24と、を含むことがで
き、これらのスロット23,24によって、ケース21の内側面27にリブ25
,26が形成される。2つの軸方向スロット23,24は、共に下流方向に開口
している。各シュラウドセグメント19に設けられる協同する取付手段は、上流
側へ突出したフランジ29,31をそれぞれ含むことができ、これらのフランジ
29,31は、シュラウドセグメント19の外側面41上で離間された立ち上げ
リブ37,39の上流面33,35から延びる。シュラウドセグメント19のフ
ランジ29,31は、ケース21のスロット23,24内にはまり、これにより
、シュラウドセグメント19が固定される。
セグメント19のリブ37,39の間には、環状のチャンバ45が形成され、矢
印Aで示すように、ケース21の外側に設けられた冷却チャネル47からこの環
状のチャンバ45へと冷却空気を導くことができる。冷却空気は、ケース21に
形成された径方向の開口部49を通して、冷却チャネル47から環状の冷却チャ
ンバ45へと導かれる。
する熱いガスに対して冷却する。しかし、この冷却空気は、矢印Cで示すように
、シュラウドセグメント19間の間隙53を通して、径方向内向き及び軸方向下
流向きに漏れるおそれがある。このような間隙53は、タービンの運転中に起こ
るシュラウドセグメント19の膨張に対応するように設けられている。
にシールを設けることが周知である。本発明では、適切なシート状材料のストリ
ップより形成したシール55が提供され、このシール55は、図3で示すように
、長いレッグ部57と、この長いレッグ部57の一端に形成され、かつ長いレッ
グ部と直角をなすように延びる短いレッグ部59と、が設けられるようにL字型
に曲がっている。各シュラウド要素19の各端部65には、図4に示すように、
それぞれスロット63が設けられている。各端部のスロット63は、セグメント
の下流面67から軸方向内側に延びる。スロット63は、また、端部65から周
方向内側に延びている。スロット63は、面67からの軸方向長さが、シール5
5の長いレッグ部57の長さよりわずかに長く、かつ端部65からの周方向の幅
が、長いレッグ部57の幅の半分よりもわずかに大きくなっている。
セグメント19A,19Bの隣接する端部65A,65Bに設けられた隣接する
スロット63A,63Bに挿入することによって取り付けられる。長いレッグ部
57は、径方向内側でシュラウドセグメント19A,19Bの間の間隙53をシ
ールし、短いレッグ部59は、シュラウドセグメント19A,19Bの下流面6
7A,67Bに接するように設けられ、間隙53を軸方向下流で塞ぐ。
手段が設けられており、この回転防止手段は、シュラウドセグメント19がケー
ス21に対して周方向で移動するのを防止する。シール55に設けられる回転防
止手段は、短いレッグ部59の延長部71を含むことができ、この場合には、短
いレッグ部は、シュラウドセグメント19の厚みよりもわずかに長くなる。ケー
ス21に設けられる協同する回転防止手段は、ノッチ73を含むことができ、こ
のノッチ73は、図1で示すように、隣接するスロットと径方向で一致するとと
もに、タービン支持ケース21の内側面75から径方向外向きに短い長さに亘っ
て延び、かつシュラウドセグメント19の下流面89の直後で支持部材21の下
流面77から径方向内向きに延びる。
の延長部71がタービン支持ケース21に形成されたノッチ73内に突出し、シ
ュラウドセグメント19がタービン支持ケース21に対して回転するのを防止す
る。
形成された外側ばねレッグ部セクション81を有することが望ましい。この外側
レッグ部81は、短いレッグ部59に隣接するとともに、これと平行に設けられ
、かつ短いレッグ部59よりも短い(図5参照)。短いレッグ部59、その延長
部71、及び外側ばねレッグ部81は、全て、単一の材料片から連続して一体に
形成される。分割式のリングリテーナ85が、外側レッグ部81に隣接してター
ビン支持ケース21の内側面27の溝87に固定され、シール55を定位置に保
持する。このリング85は、外側レッグ部81を軸方向上流に付勢し、短いレッ
グ部59をシュラウドセグメント19の下流面89に対してきつく押しつける。
もできる。その代わりに、シール55の短いレッグ部59をシュラウドセグメン
ト19に対して付勢する付勢手段として、改良した分割型リング85Aを設ける
ことができる。図6に示すように、分割型リング85Aには、軸方向上流に延び
るショルダ部91を設けることができ、このショルダ部91は、短いレッグ部5
9に対してきつく押しつけられる寸法となっており、リング85Aがケース21
の溝87に固定されたときに、シュラウドセグメント19に対して短いレッグ部
59をきつく押しつけて間隙53を軸方向で塞ぐ。
示すように、分割リング85Bを含んでもよく、この分割リング85Bは、短い
レッグ部59に対してきつく押しつけられて間隙を塞ぐ内側面93を備える。内
側面93の径方向外側部分95は、テーパ状となって短いレッグ部59から離間
している。
こともできる。例えば、短いレッグ部に、短いレッグ部よりもかなり細く、かつ
外向きに突出するタブを設け、これがタービン支持ケースに形成した細いノッチ
にはまるようにすることができる。
図面を参照して説明する。
部分断面図である。
分説明図である。
である。
説明図である。
細な説明図である。
Claims (15)
- 【請求項1】 環状のタービン支持ケースとこの支持ケースの径方向内側に支
持された複数のシュラウドセグメントを有するガスタービンエンジンの運転を改
善するアセンブリであって、前記シュラウドセグメントは、端部と端部が接する
ように配置されて、前記支持ケース内で環状のシュラウドを形成し、 隣接する前記シュラウドセグメントの隣接するそれぞれの端部に設けたシール
受け入れ手段と、 隣接する前記シュラウドセグメントの隣接するそれぞれの前記端部間の間隙を
、径方向内側及び軸方向下流で塞ぐように、前記シール受け入れ手段に挿入され
るシールと、 前記支持ケースに対する前記シュラウドセグメントの回転を防止するように、
前記シール手段と前記支持ケースとに設けられた協同する回転防止手段と、を含
むことを特徴とするガスタービンの運転を改善するアセンブリ。 - 【請求項2】 前記シールは、L字型のシールストリップを含み、このシール
ストリップは、 隣接する前記シュラウドセグメントの隣接する端部にそれぞれ設けられた隣接
するスロットに挿入されて、前記セグメント間の前記間隙を径方向内側で塞ぐ長
いレッグ部と、 前記長いレッグ部から横方向に延びるとともに、前記間隙に隣接する前記シュ
ラウドセグメントの下流面に隣接して配置され、前記セグメント間の前記間隙を
軸方向下流で塞ぐ短いレッグ部と、を備えることを特徴とする請求項1記載のガ
スタービンの運転を改善するアセンブリ。 - 【請求項3】 協同する前記回転防止手段は、 前記シールストリップの前記短いレッグ部の自由端に設けられた延長部を含み
、この延長部は、前記シュラウドセグメントの前記端部に設けられた前記スロッ
トに前記シールストリップが取り付けられたときに、前記シュラウドセグメント
を超えて径方向外向きに延び、 前記延長部を受け入れるようにシュラウド支持部の内側面に設けられた径方向
外向きに延びるノッチを含むことを特徴とする請求項2記載のガスタービンの運
転を改善するアセンブリ。 - 【請求項4】 前記シールストリップの前記短いレッグ部は、 前記短いレッグ部から延びるとともに該短いレッグ部に隣接して設けられたば
ねレッグ部と、 前記ばねレッグ部に隣接してシュラウド支持部の内側面に固定され、前記間隙
を更にきつく塞ぐために前記シュラウドセグメントの下流面に対して前記ばねレ
ッグ部、即ち前記短いレッグ部を付勢する保持リングと、を有することを特徴と
する請求項2記載のガスタービンの運転を改善するアセンブリ。 - 【請求項5】 前記シールストリップの短いレッグ部は、その前記延長部から
延びるとともに該短いレッグ部に隣接して設けられたばねレッグ部を有し、 前記ばねレッグ部に隣接して前記支持ケースに固定され、前記間隙を更にきつ
く塞ぐために前記シュラウドセグメントの下流面に対して前記ばねレッグ部、即
ち前記短いレッグ部を付勢する保持リングを有することを特徴とする請求項3記
載のガスタービンの運転を改善するアセンブリ。 - 【請求項6】 前記支持ケースの内側面に固定されるとともに、前記シールス
トリップの前記短いレッグ部の下流面に隣接して配置された保持リングを含み、
この保持リングは、前記短いレッグ部を圧迫してこれを前記シュラウドセグメン
トの下流面に対してきつく保持するためのショルダ部を備えることを特徴とする
請求項2記載のガスタービンの運転を改善するアセンブリ。 - 【請求項7】 前記シュラウド支持部の内側面に固定されるとともに、前記シ
ールストリップの前記短いレッグ部の下流面に隣接して配置された保持リングを
含み、この保持リングは、前記短いレッグ部を圧迫してこれを前記シュラウドセ
グメントの下流面に対してきつく保持するためのショルダ部を備えることを特徴
とする請求項3記載のガスタービンの運転を改善するアセンブリ。 - 【請求項8】 前記支持ケースの内側面に固定された保持リングを含み、この
保持リングの上流側の内側面は、前記シールストリップの前記短いレッグ部の下
流面に接するように配置され、前記内側面の径方向外側部分が、テーパ状となっ
て、径方向外側に向かうにつれて前記短いレッグ部から離れていることを特徴と
する請求項2記載のガスタービンの運転を改善するアセンブリ。 - 【請求項9】 前記シュラウド支持部の内側面に固定された保持リングを含み
、この保持リングの上流側の内側面は、前記シールストリップの前記短いレッグ
部の下流面に接するように配置され、前記内側面の径方向外側部分が、テーパ状
となって、径方向に向かうにつれて前記短いレッグ部から離れていることを特徴
とする請求項3記載のガスタービンの運転を改善するアセンブリ。 - 【請求項10】 ガスタービンエンジンにおけるシュラウド要素の間隙を塞ぐ
シール部材であって、この部材は、シート状材料のストリップから形成されると
ともに、長いレッグ部と、この長いレッグ部の一端から横方向に延びる短いレッ
グ部とを備え、この短いレッグ部は、前記長いレッグ部と一体となっているとと
もに、該長いレッグ部に対して曲がっていることを特徴とするシール部材。 - 【請求項11】 前記短いレッグ部に設けられるとともに、該短いレッグ部か
ら外向きに突出するシュラウド要素回転防止手段を含むことを特徴とする請求項
10記載のシール部材。 - 【請求項12】 前記短いレッグ部の自由端に設けられるとともに、該短いレ
ッグ部と同じ方向に延びる延長部を含み、この延長部は、シュラウド要素回転防
止手段の一部を構成することを特徴とする請求項10記載のシール部材。 - 【請求項13】 前記短いレッグ部の自由端から折り返されて、該短いレッグ
部に重なるとともに該短いレッグ部から離間して設けられたばねレッグ部を含む
ことを特徴とする請求項10記載のシール部材。 - 【請求項14】 前記短いレッグ部の自由端から折り返されて、該短いレッグ
部に重なるとともに該短いレッグ部から離間して設けられたばねレッグ部を含む
ことを特徴とする請求項11記載のシール部材。 - 【請求項15】 前記延長部の自由端から折り返されて、該短いレッグ部に重
なるとともに該短いレッグ部から離間して設けられたばねレッグ部を含むことを
特徴とする請求項12記載のシール部材。
Applications Claiming Priority (3)
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US08/986,000 | 1997-12-05 | ||
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