JP2003227356A - ガスタービンノズルとシュラウドとの境界面のための複合管状ウーブンシール - Google Patents
ガスタービンノズルとシュラウドとの境界面のための複合管状ウーブンシールInfo
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- F16J15/00—Sealings
- F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
- F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
- F16J15/08—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、ガスタービンノズルとシュラウド
との境界面に適用するためのコンプライアントシールに
関する。 【解決手段】 コンプライアント管状ウーブンシール
（７０）が、複数のシュラウドセグメント（３５）のノ
ズル保持リング（４２）に対向した軸方向面（７８）を
貫いて開口した弓形の空洞（７４）内に設けられる。環
状のコンプライアント複合管状ウーブンシールは、シリ
カファイバ（８０）の環状層によって取り巻かれたステ
ンレス鋼の内部メタルコア（７９）を含む。シリカファ
イバを金属箔（８２）が取り巻き、この金属箔が補助シ
ールを通り抜ける流れを阻止する。耐磨耗性の外部ブレ
ーディング層（８４）は、保護外被及び耐磨耗面として
働く。
との境界面に適用するためのコンプライアントシールに
関する。 【解決手段】 コンプライアント管状ウーブンシール
（７０）が、複数のシュラウドセグメント（３５）のノ
ズル保持リング（４２）に対向した軸方向面（７８）を
貫いて開口した弓形の空洞（７４）内に設けられる。環
状のコンプライアント複合管状ウーブンシールは、シリ
カファイバ（８０）の環状層によって取り巻かれたステ
ンレス鋼の内部メタルコア（７９）を含む。シリカファ
イバを金属箔（８２）が取り巻き、この金属箔が補助シ
ールを通り抜ける流れを阻止する。耐磨耗性の外部ブレ
ーディング層（８４）は、保護外被及び耐磨耗面として
働く。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービンにお
けるシールに関し、具体的には、ガスタービンノズルと
シュラウドとの境界面に適用するためのコンプライアン
トシールに関する。
けるシールに関し、具体的には、ガスタービンノズルと
シュラウドとの境界面に適用するためのコンプライアン
トシールに関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンにおいては、高温の燃焼ガ
スが、燃焼器から第１段ノズル及びバケットを通り、そ
して後続のタービン段のノズル及びバケットを通って流
れる。第１段ノズルは、一般的にその各々がセグメント
毎に１つ又はそれ以上のノズルステータ羽根を含む鋳造
ノズルセグメントの環状配列又は組立体を含む。各第１
段ノズルセグメントはまた、互いに半径方向に間隔をお
いて配置された内バンド部分及び外バンド部分を含む。
ノズルセグメントの組立に際して、ステータ羽根は、互
いに円周方向に間隔をおいて配置されて、環状の内バン
ドと外バンドとの間でステータ羽根の環状配列を形成す
る。第１段ノズルの外バンドに結合されたノズル保持リ
ングは、タービンのガス流路内で第１段ノズルを支持す
る。好ましくは水平中心線において分割された環状のノ
ズル支持リングには、内バンドが係合し、該ノズル支持
リングは軸方向運動に抗して第１段ノズルを支持する。
スが、燃焼器から第１段ノズル及びバケットを通り、そ
して後続のタービン段のノズル及びバケットを通って流
れる。第１段ノズルは、一般的にその各々がセグメント
毎に１つ又はそれ以上のノズルステータ羽根を含む鋳造
ノズルセグメントの環状配列又は組立体を含む。各第１
段ノズルセグメントはまた、互いに半径方向に間隔をお
いて配置された内バンド部分及び外バンド部分を含む。
ノズルセグメントの組立に際して、ステータ羽根は、互
いに円周方向に間隔をおいて配置されて、環状の内バン
ドと外バンドとの間でステータ羽根の環状配列を形成す
る。第１段ノズルの外バンドに結合されたノズル保持リ
ングは、タービンのガス流路内で第１段ノズルを支持す
る。好ましくは水平中心線において分割された環状のノ
ズル支持リングには、内バンドが係合し、該ノズル支持
リングは軸方向運動に抗して第１段ノズルを支持する。
【０００３】タービンの各段はまた、高温ガス通路の一
部を構成する環状の内表面を形成する環状配列に配置さ
れた複数のシュラウドセグメントを含む。シュラウドの
内表面は、タービンロータのバケットの先端から間隔を
おいて配置される。ノズルは、シュラウド及びバケット
と共にタービン段を形成することが分かるであろう。
部を構成する環状の内表面を形成する環状配列に配置さ
れた複数のシュラウドセグメントを含む。シュラウドの
内表面は、タービンロータのバケットの先端から間隔を
おいて配置される。ノズルは、シュラウド及びバケット
と共にタービン段を形成することが分かるであろう。
【０００４】ノズル及びシュラウドの作動中及び修理中
での歪みは、それらのタービン構成部品間にギャップを
残す場合がある。その結果、高温ガス通路を通って流れ
る高温ガスが、そのギャップを介して漏出又は散逸する
可能性がある。その結果として、タービンの効率が低下
する。作動中又は修理中にタービンに生じるそのような
ギャップをシールするために、ノズル保持リングとシュ
ラウドとの間にＷ形シールが設けられてきた。しかしな
がら、このＷ形シールは有効でないことが実証された。
例えば、Ｗ形シールはタービン組立中に、すなわち取り
付け時におけるノズルリング及びシュラウド間の半径方
向の相対運動により、挟み込まれるおそれがある。又、
Ｗ形シールは、低サイクル疲労の結果として、作動中に
割れを生じることが観察された。
での歪みは、それらのタービン構成部品間にギャップを
残す場合がある。その結果、高温ガス通路を通って流れ
る高温ガスが、そのギャップを介して漏出又は散逸する
可能性がある。その結果として、タービンの効率が低下
する。作動中又は修理中にタービンに生じるそのような
ギャップをシールするために、ノズル保持リングとシュ
ラウドとの間にＷ形シールが設けられてきた。しかしな
がら、このＷ形シールは有効でないことが実証された。
例えば、Ｗ形シールはタービン組立中に、すなわち取り
付け時におけるノズルリング及びシュラウド間の半径方
向の相対運動により、挟み込まれるおそれがある。又、
Ｗ形シールは、低サイクル疲労の結果として、作動中に
割れを生じることが観察された。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従って、ノズルリング
とシュラウドの歪みを許容し、漏れを排除し、かつその
シール位置におけるシールの堅牢さを改善するように、
タービン段のノズルリングとシュラウドとの間を効率的
にシールする必要性がある。
とシュラウドの歪みを許容し、漏れを排除し、かつその
シール位置におけるシールの堅牢さを改善するように、
タービン段のノズルリングとシュラウドとの間を効率的
にシールする必要性がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の好ましい実施形
態においては、取り付け中におけるノズルリングとシュ
ラウドとの相対運動及び作動中における歪みにも拘ら
ず、タービン段のノズル保持リングとシュラウドの環状
配列との間に配置され、シール機能を有効に果たすため
の複合管状ウーブンシールが提供される。環状の空洞
が、ノズル保持リング及びシュラウドの軸方向に整合し
た面の１つ、好ましくはシュラウドに形成され、この空
洞がシールの着座部を形成する。複合管状ウーブンシー
ルは、空洞内に配置されて、ノズル保持リングの環状シ
ール面に対して押し付けられる。従って、ノズル保持リ
ング及びシュラウドが取り付けられた時、複合管状ウー
ブンシールは、それぞれのノズル保持リング及びシュラ
ウドの軸方向に対向するシール面の間で弾性的かつ順応
的に（コンプライアントに）平坦化されて、これら両面
間をシールする。すなわち、管状ウーブンシールの直径
は空洞の深さより大きく、それによってコンプライアン
トシールは空洞内において空洞底面と、対向するシール
面との間で平坦化される。従って、歪みが生じた場合又
はノズル保持リングとシュラウドとの間のギャップが開
いた場合には、コンプライアントシールが拡張して有効
なシールをもたらすことになる。
態においては、取り付け中におけるノズルリングとシュ
ラウドとの相対運動及び作動中における歪みにも拘ら
ず、タービン段のノズル保持リングとシュラウドの環状
配列との間に配置され、シール機能を有効に果たすため
の複合管状ウーブンシールが提供される。環状の空洞
が、ノズル保持リング及びシュラウドの軸方向に整合し
た面の１つ、好ましくはシュラウドに形成され、この空
洞がシールの着座部を形成する。複合管状ウーブンシー
ルは、空洞内に配置されて、ノズル保持リングの環状シ
ール面に対して押し付けられる。従って、ノズル保持リ
ング及びシュラウドが取り付けられた時、複合管状ウー
ブンシールは、それぞれのノズル保持リング及びシュラ
ウドの軸方向に対向するシール面の間で弾性的かつ順応
的に（コンプライアントに）平坦化されて、これら両面
間をシールする。すなわち、管状ウーブンシールの直径
は空洞の深さより大きく、それによってコンプライアン
トシールは空洞内において空洞底面と、対向するシール
面との間で平坦化される。従って、歪みが生じた場合又
はノズル保持リングとシュラウドとの間のギャップが開
いた場合には、コンプライアントシールが拡張して有効
なシールをもたらすことになる。
【０００７】複合管状ウーブン補助シールは、該シール
を形成する複数の層により順応性（コンプライアンス
性）を有する。これらの層は、内部ウーブンメタルコア
とファイバ材料と金属箔と金属外被とを含む。内部メタ
ルコアは、シリカファイバで取り巻かれたウーブンステ
ンレス鋼で形成されるのが好ましい。次にファイバは、
ステンレス鋼の金属箔で取り巻かれ、外被はブレーデッ
ドメタル、例えばＨａｙｎｅｓ１８８で形成される。複
合管状ウーブン補助シールの性質の故に、特にメタルコ
ア及びこれを取り巻くシリカファイバの弾性の結果とし
て、このシールはコンプライアンス性を有する。更に、
ファイバを取り巻く金属箔層は、補助シールとノズル支
持リングのシール面との間の漏れを防止し、一方、ブレ
ーデッド外被は、耐磨耗保護面として働く。内部メタル
コア及びシリカファイバは、補助シールの断面をほぼ円
形の形状に保持するから、該シールは、圧縮された時に
予荷重が加わり又は付勢力が生じ、その円形の断面形状
へ戻ろうとする。
を形成する複数の層により順応性（コンプライアンス
性）を有する。これらの層は、内部ウーブンメタルコア
とファイバ材料と金属箔と金属外被とを含む。内部メタ
ルコアは、シリカファイバで取り巻かれたウーブンステ
ンレス鋼で形成されるのが好ましい。次にファイバは、
ステンレス鋼の金属箔で取り巻かれ、外被はブレーデッ
ドメタル、例えばＨａｙｎｅｓ１８８で形成される。複
合管状ウーブン補助シールの性質の故に、特にメタルコ
ア及びこれを取り巻くシリカファイバの弾性の結果とし
て、このシールはコンプライアンス性を有する。更に、
ファイバを取り巻く金属箔層は、補助シールとノズル支
持リングのシール面との間の漏れを防止し、一方、ブレ
ーデッド外被は、耐磨耗保護面として働く。内部メタル
コア及びシリカファイバは、補助シールの断面をほぼ円
形の形状に保持するから、該シールは、圧縮された時に
予荷重が加わり又は付勢力が生じ、その円形の断面形状
へ戻ろうとする。
【０００８】本発明による好ましい実施形態において
は、ほぼ軸方向に向いた第１の面を有し、かつタービン
段の一部を形成するタービンノズル保持リングと、第１
の面と軸方向に対向する第２の面を有し、かつタービン
段の一部を形成するタービンシュラウドセグメントと、
保持リング及びシュラウドセグメントの１つに形成さ
れ、ほぼ軸方向にかつ保持リング及びシュラウドセグメ
ントの別の１つに向かって開口した空洞と、該空洞内に
設けられたコンプライアントシールとを含み、該コンプ
ライアントシールが、異なる材料からなる複数の層で形
成され、第１及び第２の面のうちの空洞に対向する面に
対して順応的に係合して該面をシールするシール本体を
含むことを特徴とするタービンが、提供される。
は、ほぼ軸方向に向いた第１の面を有し、かつタービン
段の一部を形成するタービンノズル保持リングと、第１
の面と軸方向に対向する第２の面を有し、かつタービン
段の一部を形成するタービンシュラウドセグメントと、
保持リング及びシュラウドセグメントの１つに形成さ
れ、ほぼ軸方向にかつ保持リング及びシュラウドセグメ
ントの別の１つに向かって開口した空洞と、該空洞内に
設けられたコンプライアントシールとを含み、該コンプ
ライアントシールが、異なる材料からなる複数の層で形
成され、第１及び第２の面のうちの空洞に対向する面に
対して順応的に係合して該面をシールするシール本体を
含むことを特徴とするタービンが、提供される。
【０００９】本発明による別の好ましい実施形態におい
ては、ほぼ軸方向に向いた第１の環状面を有し、かつタ
ービン段の一部を形成するタービンノズル保持リング
と、その環状配列と、第１の面と軸方向に対向する第２
の環状面とを形成する複数のタービンシュラウドセグメ
ントと、第１及び第２の面の１つに形成され、ほぼ軸方
向にかつ第１及び第２の面の別の１つに向かって開口し
た環状の空洞と、該空洞内に設けられたコンプライアン
トシールとを含み、該コンプライアントシールが、異な
る材料からなる複数の層で形成され、第１及び第２の面
のうちの空洞に対向する別の１つの面に対して順応的に
係合して該面をシールするシール本体を含むことを特徴
とするガスタービンが、提供される。
ては、ほぼ軸方向に向いた第１の環状面を有し、かつタ
ービン段の一部を形成するタービンノズル保持リング
と、その環状配列と、第１の面と軸方向に対向する第２
の環状面とを形成する複数のタービンシュラウドセグメ
ントと、第１及び第２の面の１つに形成され、ほぼ軸方
向にかつ第１及び第２の面の別の１つに向かって開口し
た環状の空洞と、該空洞内に設けられたコンプライアン
トシールとを含み、該コンプライアントシールが、異な
る材料からなる複数の層で形成され、第１及び第２の面
のうちの空洞に対向する別の１つの面に対して順応的に
係合して該面をシールするシール本体を含むことを特徴
とするガスタービンが、提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に図１を参照すると、ここには
全体を符号１０で表したガスタービンのタービンセクシ
ョンの代表的な例が示されている。タービン１０は、図
示しないが環状配列の燃焼器からの高温燃焼ガスを、該
高温ガスを環状の高温ガス通路１４に沿って流すための
移行部材１２を通して受ける。タービン段は高温ガス通
路１４に沿って配置されている。各段は、タービンロー
タ上に取り付けられ該タービンロータの一部を形成する
複数の円周方向に間隔をおいて配置されたバケットと、
ノズルの環状配列を形成する複数の円周方向に間隔をお
いて配置されたステータ羽根とを含む。例えば、第１段
は、第１段ロータホイール１８上に取り付けられた複数
の円周方向に間隔をおいて配置されたバケット１６と、
複数の円周方向に間隔をおいて配置されたステータ羽根
２０とを含む。同様に、第２段は、ロータホイール２４
上に取り付けられた複数のバケット２２と、複数の円周
方向に間隔をおいて配置されたステータ羽根２６とを含
む。更に追加の段を設けることが可能であって、例え
ば、第３段ロータホイール３０上に取り付けられた複数
の円周方向に間隔をおいて配置されたバケット２８と、
複数の円周方向に間隔をおいて配置されたステータ羽根
３２とを含む第３段を設けることができる。ステータ羽
根２０、２６、３２は、タービンケーシング上に取り付
けられかつそれに固定され、他方、バケット１６、２
２、２８とホイール１８、２４、３０とは、タービンロ
ータの一部を形成することが分かるであろう。ロータホ
イール間にはスペーサ３４、３６が設けられ、これらも
またタービンロータの一部を形成する。それぞれバケッ
ト１６、２２、２８の半径方向外側にはシュラウドセグ
メント３５、３７、３９の環状配列が設けられ、バケッ
トの周りに環状のシュラウドを形成し、タービンを通る
流路の一部を形成する。
全体を符号１０で表したガスタービンのタービンセクシ
ョンの代表的な例が示されている。タービン１０は、図
示しないが環状配列の燃焼器からの高温燃焼ガスを、該
高温ガスを環状の高温ガス通路１４に沿って流すための
移行部材１２を通して受ける。タービン段は高温ガス通
路１４に沿って配置されている。各段は、タービンロー
タ上に取り付けられ該タービンロータの一部を形成する
複数の円周方向に間隔をおいて配置されたバケットと、
ノズルの環状配列を形成する複数の円周方向に間隔をお
いて配置されたステータ羽根とを含む。例えば、第１段
は、第１段ロータホイール１８上に取り付けられた複数
の円周方向に間隔をおいて配置されたバケット１６と、
複数の円周方向に間隔をおいて配置されたステータ羽根
２０とを含む。同様に、第２段は、ロータホイール２４
上に取り付けられた複数のバケット２２と、複数の円周
方向に間隔をおいて配置されたステータ羽根２６とを含
む。更に追加の段を設けることが可能であって、例え
ば、第３段ロータホイール３０上に取り付けられた複数
の円周方向に間隔をおいて配置されたバケット２８と、
複数の円周方向に間隔をおいて配置されたステータ羽根
３２とを含む第３段を設けることができる。ステータ羽
根２０、２６、３２は、タービンケーシング上に取り付
けられかつそれに固定され、他方、バケット１６、２
２、２８とホイール１８、２４、３０とは、タービンロ
ータの一部を形成することが分かるであろう。ロータホ
イール間にはスペーサ３４、３６が設けられ、これらも
またタービンロータの一部を形成する。それぞれバケッ
ト１６、２２、２８の半径方向外側にはシュラウドセグ
メント３５、３７、３９の環状配列が設けられ、バケッ
トの周りに環状のシュラウドを形成し、タービンを通る
流路の一部を形成する。
【００１１】タービンの第１段を参照すると、第１段ノ
ズルを形成するステータ羽根２０は、それぞれタービン
ケーシングにより支持された内バンド３８と外バンド４
０との間に配置される。上に述べたように、第１段ノズ
ルは、複数のノズルセグメント４１で形成され、各ノズ
ルセグメントには、内バンド部分と外バンド部分との間
を延び、かつセグメントの環状配列内に配置された１
つ、好ましくは２つのステータ羽根が取り付けられる。
タービンケーシングに接合されるノズル保持リング４２
は、外バンドに結合されて、第１段ノズルを固定する。
第１段ノズルの内バンド３８の半径方向内側に在るノズ
ル支持リング４４は、内バンド３８と係合する。
ズルを形成するステータ羽根２０は、それぞれタービン
ケーシングにより支持された内バンド３８と外バンド４
０との間に配置される。上に述べたように、第１段ノズ
ルは、複数のノズルセグメント４１で形成され、各ノズ
ルセグメントには、内バンド部分と外バンド部分との間
を延び、かつセグメントの環状配列内に配置された１
つ、好ましくは２つのステータ羽根が取り付けられる。
タービンケーシングに接合されるノズル保持リング４２
は、外バンドに結合されて、第１段ノズルを固定する。
第１段ノズルの内バンド３８の半径方向内側に在るノズ
ル支持リング４４は、内バンド３８と係合する。
【００１２】前述したように、ノズルリング及びシュラ
ウドセグメントは、不適正な取り付け及び／又は修理の
結果、漏れギャップ又は漏れ通路を形成することがあ
る。漏れ流を抑制又は防止するために、ノズルリングと
シュラウドセグメントとの間、例えばノズル保持リング
４２とシュラウドセグメント３５との間をシールするた
めにコンプライアント管状ウーブンシールが設けられ
る。図２を参照すると、全体を符号７０で表したシール
は、それぞれノズルリング及びシュラウドセグメントの
軸方向に対向する面７６、７８の１つに形成された空洞
７４内に配置されたコンプライアントシール本体７２を
含む。図示するように、空洞７４はシュラウドセグメン
トに形成されるのが好ましい。空洞は弓形であって、ノ
ズルリングとシュラウドセグメントとの間をシールする
ために、全３６０°にわたって延びていることが分かる
であろう。
ウドセグメントは、不適正な取り付け及び／又は修理の
結果、漏れギャップ又は漏れ通路を形成することがあ
る。漏れ流を抑制又は防止するために、ノズルリングと
シュラウドセグメントとの間、例えばノズル保持リング
４２とシュラウドセグメント３５との間をシールするた
めにコンプライアント管状ウーブンシールが設けられ
る。図２を参照すると、全体を符号７０で表したシール
は、それぞれノズルリング及びシュラウドセグメントの
軸方向に対向する面７６、７８の１つに形成された空洞
７４内に配置されたコンプライアントシール本体７２を
含む。図示するように、空洞７４はシュラウドセグメン
トに形成されるのが好ましい。空洞は弓形であって、ノ
ズルリングとシュラウドセグメントとの間をシールする
ために、全３６０°にわたって延びていることが分かる
であろう。
【００１３】シール本体７２は、圧縮されていない状態
では、図３に示すように円形断面を有する中実のリング
を構成するのが好ましい。シール本体は、複数の材料層
で形成される。最内側の層７９は、ステンレス鋼材料で
形成されたウーブンメタルコア７９を含むのが好まし
い。このメタルコア７９を、ファイバ、好ましくはシリ
カファイバ８０の環状層が取り巻く。このシリカファイ
バ８０を、好ましくはステンレス鋼で形成された金属箔
８２が取り巻く。最後に、シール本体７２のための外被
８４は、ブレーデッドメタル材料、好ましくはＨａｙｎ
ｅｓ１８８のようなブレーデッド鋼材料を含む。この複
合管状ウーブンシール７０は、横方向のコンプライアン
ス性を有する。すなわち、リングの軸線に対応する方向
に圧縮された時、その円形の断面形状に戻ろうとする、
付勢力が生じ又は予荷重が加えられた状態になる。
では、図３に示すように円形断面を有する中実のリング
を構成するのが好ましい。シール本体は、複数の材料層
で形成される。最内側の層７９は、ステンレス鋼材料で
形成されたウーブンメタルコア７９を含むのが好まし
い。このメタルコア７９を、ファイバ、好ましくはシリ
カファイバ８０の環状層が取り巻く。このシリカファイ
バ８０を、好ましくはステンレス鋼で形成された金属箔
８２が取り巻く。最後に、シール本体７２のための外被
８４は、ブレーデッドメタル材料、好ましくはＨａｙｎ
ｅｓ１８８のようなブレーデッド鋼材料を含む。この複
合管状ウーブンシール７０は、横方向のコンプライアン
ス性を有する。すなわち、リングの軸線に対応する方向
に圧縮された時、その円形の断面形状に戻ろうとする、
付勢力が生じ又は予荷重が加えられた状態になる。
【００１４】図２に示すように、空洞７４は、シール本
体７２の直径よりも僅かに大きい半径方向の幅を有す
る。しかしながら、空洞の深さは、シール本体の直径よ
りも浅いか又は小さい。その結果、シール本体７２を空
洞７４内に取り付けてノズル保持リング４２とシュラウ
ドセグメント３５とを合わせた時、複合管状ウーブンシ
ールは、空洞７４の底面とノズル保持リング４２の面７
６との間で順応的に（コンプライアントに）押しつぶさ
れる。その結果、ノズル保持リング４２とシュラウドセ
グメント３５との間の相対運動によりギャップが開いた
場合には、複合管状ウーブンシール７０は拡張して、そ
のコンプライアンス性により、軸方向に対向する面７
６、７８の間でシールを形成する。耐熱シリカ層と組合
せたウーブンメタルコア７９は、シール本体がその円形
断面形状へ戻ろうとするのを可能にする。金属箔層８２
は、シール７０を通り抜ける漏れを防止する。耐磨耗性
の外部ブレーディング層は、保護外被及び耐磨耗面とし
ての役割を果たす。
体７２の直径よりも僅かに大きい半径方向の幅を有す
る。しかしながら、空洞の深さは、シール本体の直径よ
りも浅いか又は小さい。その結果、シール本体７２を空
洞７４内に取り付けてノズル保持リング４２とシュラウ
ドセグメント３５とを合わせた時、複合管状ウーブンシ
ールは、空洞７４の底面とノズル保持リング４２の面７
６との間で順応的に（コンプライアントに）押しつぶさ
れる。その結果、ノズル保持リング４２とシュラウドセ
グメント３５との間の相対運動によりギャップが開いた
場合には、複合管状ウーブンシール７０は拡張して、そ
のコンプライアンス性により、軸方向に対向する面７
６、７８の間でシールを形成する。耐熱シリカ層と組合
せたウーブンメタルコア７９は、シール本体がその円形
断面形状へ戻ろうとするのを可能にする。金属箔層８２
は、シール７０を通り抜ける漏れを防止する。耐磨耗性
の外部ブレーディング層は、保護外被及び耐磨耗面とし
ての役割を果たす。
【００１５】シール本体７２は、９０°又は１８０°の
長さに形成されるのが好ましい。その結果、シール７０
は、隣り合うシュラウドセグメント間を跨ぐ。シール７
０のコンプライアンス性により、ノズル保持リング４２
とシュラウドセグメント３５との間の如何なるギャップ
も効果的にシールされる。
長さに形成されるのが好ましい。その結果、シール７０
は、隣り合うシュラウドセグメント間を跨ぐ。シール７
０のコンプライアンス性により、ノズル保持リング４２
とシュラウドセグメント３５との間の如何なるギャップ
も効果的にシールされる。
【００１６】本発明を、現在最も実用的で好ましいと考
えられる実施形態に関連させて説明してきたが、本発明
は、開示した実施形態に限定されるものではなく、ま
た、特許請求の範囲に記載された符号は、理解容易のた
めであってなんら発明の技術的範囲を実施例に限縮する
ものではない。
えられる実施形態に関連させて説明してきたが、本発明
は、開示した実施形態に限定されるものではなく、ま
た、特許請求の範囲に記載された符号は、理解容易のた
めであってなんら発明の技術的範囲を実施例に限縮する
ものではない。
【図１】 ガスタービンの一部の概略破断側面図。
【図２】 本発明の好ましい実施形態によるコンプライ
アント管状ウーブンシールを備える、ノズル保持リング
とシュラウドと間の境界面を示す拡大断面図。
アント管状ウーブンシールを備える、ノズル保持リング
とシュラウドと間の境界面を示す拡大断面図。
【図３】 シールの構成部材を示す拡大断面図。
３５ シュラウドセグメント
４２ ノズル保持リング
７０ 複合管状ウーブンシール
７２ シール本体
７４ 空洞
７６ ノズル保持リングの第１の面
７８ シュラウドセグメントの第２の面
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｆ０１Ｄ 25/24 Ｆ０１Ｄ 25/24 Ｔ
Ｆ１６Ｊ 15/12 Ｆ１６Ｊ 15/12 Ｇ
(72)発明者 アフマド・サフィ
アメリカ合衆国、ニューヨーク州、トロ
イ、15ティーエイチ・ストリート、2238番
(72)発明者 アブドゥル−アジーズ・モハメッド−ファ
キーア
アメリカ合衆国、ニューヨーク州、スケネ
クタデイ、シェリダン・ビレッジ、６シー
３番
(72)発明者 スリカント・ベーダーンタム
アメリカ合衆国、ニューヨーク州、ニスカ
ユナ、ナンバー70−07、ブルックシャー・
ドライブ、2475番
(72)発明者 ニン・ファング
アメリカ合衆国、オハイオ州、ウエスト・
チェスター、ラップ・ファーム・ドライ
ブ、8628番
(72)発明者 ゲイル・ホッブス・ゲッツェ
アメリカ合衆国、サウス・カロライナ州、
グリーンビル、ノースブルック・ウェイ、
104番
(72)発明者 ブライアン・ピーター・アーネス
アメリカ合衆国、サウス・カロライナ州、
シンプソンビル、バックラー・コート、
201番
(72)発明者 ジョン・エリントン・グリーン
アメリカ合衆国、サウス・カロライナ州、
シンプソンビル、レインジャー・コート、
104番
(72)発明者 ウェイ−ミン・チー
アメリカ合衆国、カリフォルニア州、フレ
モント、フォンテンブロー・パーク・レー
ン、42836番
Ｆターム(参考） 3G002 HA01 HA12
3J040 AA17 BA02 EA15 EA17 EA44
EA46 FA01 FA13 HA06 HA16
Claims (7)
- 【請求項１】 ほぼ軸方向に向いた第１の面（７６）を
有し、かつタービン段の一部を形成するタービンノズル
保持リング（４２）と、 前記第１の面と軸方向に対向する第２の面（７８）を有
し、かつタービン段の一部を形成するタービンシュラウ
ドセグメント（３５）と、 前記保持リング及び前記シュラウドセグメントの１つに
形成され、ほぼ軸方向にかつ前記保持リング及び前記シ
ュラウドセグメントの別の１つに向かって開口した空洞
（７４）と、 該空洞内に設けられたコンプライアントシール（７０）
と、を含み、 該コンプライアントシールが、異なる材料からなる複数
の層（７９、８０、８２、８４）で形成され、前記第１
及び第２の面のうちの該空洞に対向する面に対して順応
的に係合して該面をシールするシール本体を含む、こと
を特徴とするタービン。 - 【請求項２】 前記空洞及び前記シール本体が、該ター
ビンの軸線の周りで円周方向に弓形であることを特徴と
する、請求項１に記載のタービン。 - 【請求項３】 ほぼ軸方向に向いた第１の環状面（７
６）を有し、かつタービン段の一部を形成するタービン
ノズル保持リング（４２）と、 その環状配列と、前記第１の面と軸方向に対向する第２
の環状面（７８）とを形成する複数のタービンシュラウ
ドセグメント（３５）と、 前記第１及び第２の面（７８、８０）の１つに形成さ
れ、ほぼ軸方向にかつ前記第１及び第２の面の別の１つ
に向かって開口した環状の空洞（７４）と、 該空洞内に設けられたコンプライアントシール（７０）
と、を含み、 該コンプライアントシールが、異なる材料からなる複数
の層で形成され、前記第１及び第２の面のうちの前記空
洞に対向する前記別の１つの面に対して順応的に係合し
て該面をシールするシール本体（７２）を含む、ことを
特徴とするガスタービン。 - 【請求項４】 前記シール本体の前記材料が、ウーブン
メタルコア（７９）と、ファイバ（８０）と、金属箔
（８２）と、金属保護層（８４）とを含むことを特徴と
する、請求項１又は請求項３に記載のガスタービン。 - 【請求項５】 前記シール本体の前記材料が、内部ウー
ブンメタルコア（７９）と、シリカファイバ（８０）
と、金属箔（８２）と、ブレーデッドメタル外部保護層
（８４）とを含むことを特徴とする、請求項１又は請求
項３に記載のガスタービン。 - 【請求項６】 前記空洞が前記第２の面（７６）に形成
され、前記シール本体が前記第１の面に順応的に係合す
ることを特徴とする、請求項１又は請求項３に記載のガ
スタービン。 - 【請求項７】 前記空洞が、前記第２の面（７８）に形
成され、前記シール本体が、前記第１の面に順応的に係
合し、前記シール本体の前記材料が、中心の内部ウーブ
ンメタルコア（７９）と、該コア（７９）を取り巻くシ
リカファイバ（８０）と、該ファイバを取り巻く金属箔
（８２）と、ブレーデッドメタル外部保護層とを含むこ
とを特徴とする、請求項３に記載のガスタービン。
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| US10/029,216 US6609886B2 (en) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | Composite tubular woven seal for gas turbine nozzle and shroud interface |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003227356A true JP2003227356A (ja) | 2003-08-15 |
| JP2003227356A5 JP2003227356A5 (ja) | 2006-02-16 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015515579A (ja) * | 2012-04-27 | 2015-05-28 | 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シュラウドアセンブリおよびシール |
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| US7094026B2 (en) * | 2004-04-29 | 2006-08-22 | General Electric Company | System for sealing an inner retainer segment and support ring in a gas turbine and methods therefor |
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| US5301595A (en) * | 1992-06-25 | 1994-04-12 | General Motors Corporation | High temperature rope seal type joint packing |
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-
2002
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- 2002-12-23 EP EP02258877A patent/EP1323957B1/en not_active Expired - Lifetime
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