JP2004150325A - タービン翼環構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】分割環シール36の両端にEシール41を配置し、Eシール41により分割環シール36をガスタービン1の軸方向に付勢した状態にし、両端部に隙間が生じることをなくし、分割環シール36の両端部からの空気の漏れを大幅に低減し、熱膨張の吸収を妨げることなく冷却空気の漏れを最小限に抑えることができるタービン翼環構造とする。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、タービン動翼の外周側に配されるタービン翼環の翼環の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
ガスタービンは燃焼器の燃焼ガスをタービンで膨張させて動力を得るもので、タービンの入口側には高温の燃焼ガスが供給される。タービン動翼とタービン翼環の間は所定のクリアランスに設定され、効率よくタービン動翼の回転力が得られるように設計されている。
【0003】
タービンの入口側には高温の燃焼ガスが供給されるため、熱変形の影響がクリアランスの設定に極力及ばないように、タービン翼環側には周方向に複数に分割された遮熱環が設けられ、遮熱環には、タービン動翼の先端と対向する内壁となり周方向に複数に分割された分割環が支持されている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−200705号公報
【0005】
分割環にはタービン翼環側から冷却空気が供給され、分割環が適宜冷却されて熱変形の影響が抑制されている。
【0006】
そして、周方向における遮熱環同士及び周方向における分割環同士は、シール部材によって接続されている。遮熱環同士の間及び分割環同士の間にシール部材を介在させることで、周方向の遮熱環の間及び周方向の分割環の間からの冷却空気の漏れが防止されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のタービン翼環構造においては、遮熱環や分割環は燃焼器からの高温の燃焼ガスに晒されるため、遮熱環や分割環は周方向及び軸方向に熱膨張する。このため、シール部材と遮熱環側及び分割環側には、即ち、シール部材を支持するための溝には、熱膨張を吸収する余裕がシール部材との間に形成されている。
【0008】
このため、タービン翼環側から分割環に供給される冷却空気が、熱膨張を吸収するための余裕部位から漏れることは避けられず、周方向における遮熱環同士や分割環同士の間から冷却空気が漏れだしているのが現状であった。
【0009】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、熱膨張の吸収を妨げることなく冷却空気の漏れを最小限に抑えることができるタービン翼環構造を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明のタービン翼環構造は、
タービン翼環の周方向に複数に分割されて支持される遮熱環と、
タービン翼環の周方向に複数に分割されて遮熱環に支持され動翼とのクリアランスを保持する分割環と、
タービン翼環とそれぞれの分割環との間に配置され多数の噴出穴を有し端部が遮熱環に支持されるインピンジ板と、
周方向に隣接する遮熱環同士を接続する遮熱環シール部材と、
周方向に隣接する分割環同士を接続しタービンの軸方向に延びて配置され両端部が遮熱環側に当接する分割環シール部材と、
分割環シール部材と遮熱環側との間に配置され遮熱環シール部材をタービンの軸方向に付勢する付勢シール部材と
を備えたことを特徴とする。
【0011】
また、上記目的を達成するための本発明のタービン翼環構造は、
タービン翼環の周方向に複数に分割されて支持される遮熱環と、
タービン翼環の周方向に複数に分割されて遮熱環に支持され動翼とのクリアランスを保持する分割環と、
タービン翼環とそれぞれの分割環との間に配置され多数の噴出穴を有し端部が遮熱環に支持されるインピンジ板と、
周方向に隣接する遮熱環同士を接続する遮熱環シール部材と、
周方向に隣接する分割環同士を接続する分割環シール部材と、
インピンジ板の端部の少なくとも一方と遮熱環との間に配置される弾性シール材と
を備えたことを特徴とする。
【0012】
また、上記目的を達成するための本発明のタービン翼環構造は、
タービン翼環の周方向に複数に分割されて支持される遮熱環と、
タービン翼環の周方向に複数に分割されて遮熱環に支持され動翼とのクリアランスを保持する分割環と、
タービン翼環とそれぞれの分割環との間に配置され多数の噴出穴を有し端部が遮熱環に支持されるインピンジ板と、
遮熱環の対向部に形成されるシール溝と、
周方向に隣接する遮熱環のシール溝同士に嵌合されることで遮熱環同士を接続する遮熱環シール部材と、
周方向に隣接する分割環同士を接続する分割環シール部材と、
遮熱環シール部材が嵌合していない部位のシール溝を塞ぐ閉塞部材と
を備えたことを特徴とする。
【0013】
また、上記目的を達成するための本発明のタービン翼環構造は、
タービン翼環の周方向に複数に分割されて支持される遮熱環と、
タービン翼環の周方向に複数に分割されて遮熱環に支持され動翼とのクリアランスを保持する分割環と、
タービン翼環とそれぞれの分割環との間に配置され多数の噴出穴を有し端部が遮熱環に支持されるインピンジ板と、
遮熱環の対向部に形成されるシール溝と、
周方向に隣接する遮熱環同士を接続する遮熱環シール部材と、
周方向に隣接する分割環同士を接続する分割環シール部材とを備え、
遮熱環のタービン翼環への支持部には熱延びを吸収する吸収部が備えられ、
遮熱環シール部材のタービン翼環側の端部は吸収部を避けた部位でタービン翼環側に当接していることを特徴とする。
【0014】
また、上記目的を達成するための本発明のタービン翼環構造は、
タービン翼環の周方向に複数に分割されて支持される遮熱環と、
タービン翼環の周方向に複数に分割されて遮熱環に支持され動翼とのクリアランスを保持する分割環と、
タービン翼環とそれぞれの分割環との間に配置され多数の噴出穴を有し端部が遮熱環に支持されるインピンジ板と、
周方向に隣接する遮熱環同士を接続する遮熱環シール部材と、
周方向に隣接する分割環同士を接続しタービンの軸方向に延びて配置され両端部が遮熱環側に当接する分割環シール部材と、
分割環シール部材と遮熱環側との間に配置され分割環シール部材をタービンの軸方向に付勢する付勢シール部材と、
インピンジ板の端部の少なくとも一方と遮熱環との間に配置される弾性シール材と
を備えたことを特徴とする。
【0015】
そして、請求項5に記載のタービン翼環構造において、
遮熱環の対向部にシール溝が形成され、
遮熱環シール部材は、周方向に隣接する遮熱環のシール溝同士に嵌合されることで遮熱環同士を接続し、
遮熱環シール部材が嵌合していない部位のシール溝を塞ぐ閉塞部材を備える一方、
遮熱環のタービン翼環への支持部には熱延びを吸収する吸収部が備えられ、
遮熱環シール部材のタービン翼環側の端部は吸収部を避けた部位でタービン翼環側に当接している
ことを特徴とする。
【0016】
また、請求項1、請求項5、請求項6のいずれか一項に記載のタービン翼環構造において、
付勢シール部材は、断面E字状のEシールであることを特徴とする。
【0017】
また、請求項2、請求項5、請求項6のいずれか一項に記載のタービン翼環構造において、
弾性シール材は、タービン翼環の周方向に延び径方向に弾性力を有するシールワイヤであることを特徴とする。
【0018】
また、請求項1に記載のタービン翼環構造において、
燃焼ガス上流側の遮熱環のシール溝は燃焼ガス通路からタービン翼環側に斜行していることを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】
図1には本発明の一実施形態例に係るタービン翼環構造を備えたタービン入口段の概略構成、図2にはタービン翼環構造の詳細状況、図3には図2中のIII−III 線矢視、図4にはタービン翼環構造の一部分解斜視状況を示してある。
【0020】
図1に示すように、ガスタービン1のタービン車室には燃焼器尾筒5の出口側に静翼3が固定されると共に、ガスタービン1の図示しないロータには動翼4が設けられている。燃焼器尾筒5から高温・高圧の燃焼ガスが第1段の静翼3に向けて供給される。ガスタービン1ではこの燃焼ガスを膨張させることにより駆動力とし、図示しない圧縮機を駆動すると共に発電等の駆動力を得る。
【0021】
タービン翼環2側には周方向に複数に分割された遮熱環6、7が設けられ、遮熱環6、7には周方向に複数に分割された分割環8が支持されている。分割環8は動翼4の先端と対向する内壁となり、分割環8と動翼4の先端との間は所定の隙間が設定されている。タービン翼環2からは分割環8を冷却するための冷却空気が吹き出されるようになっている。
【0022】
図2乃至図4に示すように、タービン翼環2には分割環8に向かって開口する空気流路11が形成され、タービン翼環2には遮熱環6、7が支持されている。タービン翼環2に嵌合する遮熱環6、7の嵌合部6a、7aには隙間(吸収部)が設けられ、隙間によりタービン翼環2に対して遮熱環6、7が熱膨張した際の熱延びが吸収されるようになっている。遮熱環6、7の下側には分割環8のフランジ12が嵌合し、遮熱環6、7に分割環8が支持されている。
【0023】
タービン翼環2と分割環8との間には遮熱環6、7により空気室12が形成され、空気室12にはインピンジ板13が配設されている。インピンジ板13は凹部段状に形成され、両上縁の板部縁13aの端部が遮熱環6、7の溝14に嵌合することでインピンジ板13が遮熱環6、7に支持されている。インピンジ板13には多数の噴出穴15が形成されている。
【0024】
入口側の静翼寄りで(図2中左側)の円周方向に隣接する遮熱環6同士の対向面にはシール溝16、17が形成され、シール溝16はガスタービン1の軸方向に対して放射方向に形成され、シール溝17は遮熱環6の下縁でガスタービン1の軸方向に延びて形成されている。シール溝16の上端は嵌合部6aの隙間から外れた位置でタービン翼環2に対向している。つまり、燃焼ガス上流側の遮熱環6のシール溝17は燃焼ガス通路からタービン翼環2側に斜行している。
【0025】
対向する遮熱環6のシール溝16同士には遮熱環シール部材としての放射シール18が嵌合し、対向する遮熱環6のシール溝17同士には遮熱環シール部材としての軸方向シール19が嵌合している。放射シール18及び軸方向シール19により対向する遮熱環6同士が接続されている。
【0026】
シール溝16の上端は嵌合部6aの隙間から外れた位置でタービン翼環2に対向しているため、放射シール18の上端が嵌合部6aの隙間から外れた位置に配設されることになる。従って、熱延びに対する隙間を確保した状態で空気室12側からの空気の漏れを放射シール18の上端で確実に阻止することができる。
【0027】
入口側の静翼と反対側(図2中右側)の遮熱環7はインピンジ板13を支持する遮熱環7bと分割環8を支持する遮熱環7cと遮熱環7cの周方向外側でタービン翼環2に取り付けられる押えピース7d(別体の浮き上がり防止用)とで構成されている。
【0028】
円周方向に隣接する遮熱環7b同士及び遮熱環7c同士の対向面にはシール溝21、22がそれぞれ形成され、シール溝21はガスタービン1の軸方向に対して放射方向に形成され、シール溝22はガスタービン1の軸方向に延びて形成されている。遮熱環7c同士の対向面の下縁にはガスタービン1の軸方向に延びて形成されるシール溝24が形成されている。
【0029】
また、遮熱環7bには溝23がガスタービン1の軸方向に延びて形成されている。遮熱環7cのシール溝22は、遮熱環7bの溝23と同一軸線上に形成された状態になっている。更に、円周方向に隣接する遮熱環7d同士の対向面にはガスタービン1の軸方向に対して放射方向に形成されたシール溝25が設けられ、シール溝25の上端は嵌合部7aの隙間から外れた側面位置でタービン翼環2に対向している。そして、シール溝25は遮熱環7cのシール溝21と同軸状態にされている。
【0030】
対向する遮熱環7b、7cのシール溝21同士には遮熱環シール部材としての放射シール26がそれぞれ嵌合し、対向する遮熱環7b、7cのシール溝22同士には遮熱環シール部材としての軸方向シール27がそれぞれ嵌合している。また、対向する遮熱環7cのシール溝24同士には遮熱環シール部材としての軸方向シール28が嵌合している。更に、対向する遮熱環7dのシール溝25同士には遮熱環シール部材としての放射シール29が嵌合している。
【0031】
放射シール26及び軸方向シール27により対向する遮熱環7b同士が接続され、放射シール26及び軸方向シール27、28により対向する遮熱環7c同士が接続されている。また、放射シール29により対向する押えピース7d同士が接続されている。
【0032】
シール溝25の上端は嵌合部7aの隙間から外れた側面位置でタービン翼環2に対向しているため、放射シール29の上端が嵌合部7aの隙間から外れた位置に配設されることになる。従って、熱延びに対する隙間を確保した状態で空気室12側からの空気の漏れを放射シール29の上端で確実に阻止することができる。
【0033】
遮熱環7bのシール溝21の下端(溝23よりも下側の部分)の部位31、遮熱環7cのシール溝22の後流側端(シール溝21よりも後流側の部分)の部位32及び遮熱環7cのシール溝24の後流側端(シール溝21よりも後流側の部分)33はそれぞれ加工時に形成される部位でシール部材が存在しない箇所となっている。このため、部位31、32、33はそれぞれ溝加工後に溶接により溝部が埋められている(閉塞部材)。これにより、加工時に形成される隙間からの空気の漏れが低減されている。また、放射シール26のシール溝21の下端部の部位34にも溝加工後に溶接により溝部が埋められている(閉塞部材)。
【0034】
一方、円周方向に隣接する分割環8同士の対向面にはガスタービン1の軸方向に延びるシール溝35が形成され、シール溝35は遮熱環6のシール溝17及び遮熱環7cのシール溝24と同軸状態にされている。
【0035】
対向する分割環8のシール溝35同士には分割環シール部材としての分割環シール36が嵌合し、分割環シール36により対向する分割環8同士が接合されている。
【0036】
そして、遮熱環6の溝15内のインピンジ板13の端部13aとの間には弾性シールとしてのシールワイヤ37が挿入されている。シールワイヤ37は周方向に延びる断面丸型で径方向に弾性力を有するワイヤで構成され、インピンジ板13の端部13aの後ろ側の溝14内に周方向に挿入される。
【0037】
弾性シールとしてシールワイヤ37を用いたことで、安価な弾性シールを適用することができる。
【0038】
シールワイヤ37が挿入されていることで、インピンジ板13が図中右方向に付勢され、インピンジ板13の両側の端部13aと溝15との隙間がつめられている。これにより、インピンジ板13の両側の端部13aからの空気の漏れが大幅に低減されると共に、組み立て精度によるばらつきを低減させることができる。
【0039】
尚、シールワイヤ37はインピンジ板13の一方の端部13aの部位に挿入することで、空気のもれの大幅な低減と組み立て精度によるばらつきを低減が可能であるが、インピンジ板13の両方の端部13aの部位にシールワイヤ37を挿入することも可能である。
【0040】
分割環シール36の両端、即ち、分割環シール36と遮熱環6の軸方向シール19(遮熱環側)及び遮熱環7cの軸方向シール28(遮熱環側)の間には付勢シール部材としてのEシール41が配置され、Eシール41は断面E字型のシールで両外方向に付勢力を有している。従って、Eシール41により分割環シール36がガスタービン1の軸方向に付勢された状態になる。
【0041】
付勢シール部材としてのEシール41を用いたことで、安価な付勢シール部材を適用することができる。
【0042】
Eシール41が分割環シール36の両端と遮熱環側との間に配されていることにより、分割環シール36が軸方向に付勢されて両端部に隙間が生じることがなくなる。従って、分割環シール36の両端部からの空気の漏れが大幅に低減される。Eシール41はシール材の同じ方向のシール部材間、即ち、軸方向シール19,28側に介装され、ここからの漏洩防止に効果が発揮される。
【0043】
また、遮熱環6の軸方向シール19の分割環シール36と反対側の端部にもEシール41が配置され、遮熱環7bの軸方向シール27のタービン翼環2側の端部にもEシール41が配置されている。このため、分割環シール36と軸方向シール27の間に隙間が生じることがなくなると共に、軸方向シール27の両端に隙間が生じることが抑制される。従って、分割環シール36の両端部からの空気の漏れが確実に低減されると共に、軸方向シール27の両端からの空気の漏れが低減される。
【0044】
Eシール41はガスタービン1の周方向に挿入することができないので、組み立て前に、例えば、分割環シール36の分割環8及び遮熱環7cを組み立てる前にEシール41をガスタービン1の軸方向に挿入し、Eシール41を挿入した後にタービン翼環2に組み付ける。従って、組み立てがガスタービン1の軸方向となり、組み立て時の作業性が向上する。
【0045】
上述したタービン翼環構造を備えたガスタービン1は、燃焼器からの燃焼ガスが送られて駆動力が得られる。タービン翼環2の流路11から冷却用の空気が送られ、空気室12からインピンジ板13の噴出穴15を通過して分割環8に噴射される。分割環8を冷却した空気は図示しない流路により後流側の高温ガスに合流される。
【0046】
インピンジ板13には多数の噴出穴15が設けられ、インピンジ板13を挟んでタービン翼環2側(空気室12)と分割環8との間には圧力差が形成されている。タービン翼環22側から冷却空気が送られることで、即ち、空気室12に冷却用の空気が送られることで、インピンジ板13の噴出穴15から分割環8に向けて冷却用の空気が噴射される。
【0047】
これにより、分割環8が冷却されて熱変形の影響が抑制されている。
【0048】
そして、分割環シール36の両端、即ち、分割環シール36と遮熱環6の軸方向シール19(遮熱環側)及び遮熱環7cの軸方向シール28(遮熱環側)の間にEシール41が配置され、Eシール41により分割環シール36がガスタービン1の軸方向に付勢された状態になるので、分割環シール36が軸方向に付勢されて両端部に隙間が生じることがなくなる。この結果、分割環シール36の両端部からの空気の漏れが大幅に低減される。
【0049】
また、遮熱環6の溝15内のインピンジ板13の端部13aとの間にはシールワイヤ37が挿入されているので、インピンジ板13が図中右方向に付勢され、インピンジ板13の両側の端部13aと溝14との隙間がつめられている。これにより、インピンジ板13の両側の端部13aからの空気の漏れが大幅に低減されると共に、組み立て精度によるばらつきを低減させることができる。
【0050】
また、遮熱環7bのシール溝21の下端の部位31、遮熱環7cのシール溝22の後流側端の部位32及び遮熱環7cのシール溝24の後流側端33はそれぞれ溝加工後に溶接により溝部が埋められているので、加工時に形成される隙間からの空気の漏れが低減されている。
【0051】
更に、シール溝16の上端は嵌合部6aの隙間から外れた位置でタービン翼環2に対向しているため、放射シール18の上端が嵌合部6aの隙間から外れた位置に配設され、熱延びに対する隙間を確保した状態で空気室12側からの空気の漏れを放射シール18の上端で確実に阻止することができる。
【0052】
また、シール溝25の上端は嵌合部7aの隙間から外れた側面位置でタービン翼環2に対向しているため、放射シール29の上端が嵌合部7aの隙間から外れた位置に配設されることになり、熱延びに対する隙間を確保した状態で空気室12側からの空気の漏れを放射シール29の上端で確実に阻止することができる。
【0053】
従って、熱膨張の吸収を妨げることなく冷却空気の漏れを最小限に抑えることができるタービン翼環構造とすることが可能になり、供給する冷却空気を25%程度低減しても冷却効果を維持することができる。
【0054】
本発明のタービン翼環構造は、分割環シール36の両端にEシール41を設け、遮熱環6の溝15内のインピンジ板13の端部13aとの間にシールワイヤ37を設け、シール溝16の上端を嵌合部6aの隙間から外れた位置でタービン翼環2に対向させ、シール溝25の上端を嵌合部7aの隙間から外れた側面位置でタービン翼環2に対向させた構成としたが、いずれか一つの構成もしくはいずれかの組み合わせの構成を適用することが可能である。
【0055】
【発明の効果】
本発明のタービン翼環構造は、
タービン翼環の周方向に複数に分割されて支持される遮熱環と、
タービン翼環の周方向に複数に分割されて遮熱環に支持され動翼とのクリアランスを保持する分割環と、
タービン翼環とそれぞれの分割環との間に配置され多数の噴出穴を有し端部が遮熱環に支持されるインピンジ板と、
周方向に隣接する遮熱環同士を接続する遮熱環シール部材と、
周方向に隣接する分割環同士を接続しタービンの軸方向に延びて配置され両端部が遮熱環側に当接する分割環シール部材と、
分割環シール部材と遮熱環側との間に配置され遮熱環シール部材をタービンの軸方向に付勢する付勢シール部材と
を備えたので、
付勢シール部材により分割環シールがガスタービンの軸方向に付勢された状態になり、分割環シールが軸方向に付勢されて両端部に隙間が生じることがなくなり、分割環シールの両端部からの空気の漏れが大幅に低減される。
【0056】
この結果、熱膨張の吸収を妨げることなく冷却空気の漏れを最小限に抑えることができるタービン翼環構造とすることが可能になる。
【0057】
また、本発明のタービン翼環構造は、
タービン翼環の周方向に複数に分割されて支持される遮熱環と、
タービン翼環の周方向に複数に分割されて遮熱環に支持され動翼とのクリアランスを保持する分割環と、
タービン翼環とそれぞれの分割環との間に配置され多数の噴出穴を有し端部が遮熱環に支持されるインピンジ板と、
周方向に隣接する遮熱環同士を接続する遮熱環シール部材と、
周方向に隣接する分割環同士を接続する分割環シール部材と、
インピンジ板の端部の少なくとも一方と遮熱環との間に配置される弾性シール材と
を備えたので、
インピンジ板の両側の端部と遮熱環側との隙間がつめられ、インピンジ板の両側の端部からの空気の漏れが大幅に低減されると共に、組み立て精度によるばらつきを低減させることができる。
【0058】
この結果、熱膨張の吸収を妨げることなく冷却空気の漏れを最小限に抑えることができるタービン翼環構造とすることが可能になる。
【0059】
また、本発明のタービン翼環構造は、
タービン翼環の周方向に複数に分割されて支持される遮熱環と、
タービン翼環の周方向に複数に分割されて遮熱環に支持され動翼とのクリアランスを保持する分割環と、
タービン翼環とそれぞれの分割環との間に配置され多数の噴出穴を有し端部が遮熱環に支持されるインピンジ板と、
遮熱環の対向部に形成されるシール溝と、
周方向に隣接する遮熱環のシール溝同士に嵌合されることで遮熱環同士を接続する遮熱環シール部材と、
周方向に隣接する分割環同士を接続する分割環シール部材と、
遮熱環シール部材が嵌合していない部位のシール溝を塞ぐ閉塞部材と
を備えたので、
加工時に形成される隙間からの空気の漏れが低減される。
【0060】
この結果、熱膨張の吸収を妨げることなく冷却空気の漏れを最小限に抑えることができるタービン翼環構造とすることが可能になる。
【0061】
また、本発明のタービン翼環構造は、
タービン翼環の周方向に複数に分割されて支持される遮熱環と、
タービン翼環の周方向に複数に分割されて遮熱環に支持され動翼とのクリアランスを保持する分割環と、
タービン翼環とそれぞれの分割環との間に配置され多数の噴出穴を有し端部が遮熱環に支持されるインピンジ板と、
遮熱環の対向部に形成されるシール溝と、
周方向に隣接する遮熱環同士を接続する遮熱環シール部材と、
周方向に隣接する分割環同士を接続する分割環シール部材とを備え、
遮熱環のタービン翼環への支持部には熱延びを吸収する吸収部が備えられ、
遮熱環シール部材のタービン翼環側の端部は吸収部を避けた部位でタービン翼環側に当接しているので、
熱延びに対する隙間を確保した状態で空気の漏れを分割環シール部材の端部で確実に阻止することができる。
【0062】
この結果、熱膨張の吸収を妨げることなく冷却空気の漏れを最小限に抑えることができるタービン翼環構造とすることが可能になる。
【0063】
また、本発明のタービン翼環構造は、
タービン翼環の周方向に複数に分割されて支持される遮熱環と、
タービン翼環の周方向に複数に分割されて遮熱環に支持され動翼とのクリアランスを保持する分割環と、
タービン翼環とそれぞれの分割環との間に配置され多数の噴出穴を有し端部が遮熱環に支持されるインピンジ板と、
周方向に隣接する遮熱環同士を接続する遮熱環シール部材と、
周方向に隣接する分割環同士を接続しタービンの軸方向に延びて配置され両端部が遮熱環側に当接する分割環シール部材と、
分割環シール部材と遮熱環側との間に配置され分割環シール部材をタービンの軸方向に付勢する付勢シール部材と、
インピンジ板の端部の少なくとも一方と遮熱環との間に配置される弾性シール材と
を備えたので、
付勢シール部材により分割環シールがガスタービンの軸方向に付勢された状態になり、分割環シールが軸方向に付勢されて両端部に隙間が生じることがなくなり、分割環シールの両端部からの空気の漏れが大幅に低減され、しかも、インピンジ板の両側の端部と遮熱環側との隙間がつめられ、インピンジ板の両側の端部からの空気の漏れが大幅に低減されると共に、組み立て精度によるばらつきを低減させることができる。
【0064】
この結果、熱膨張の吸収を妨げることなく冷却空気の漏れを最小限に抑えることができるタービン翼環構造とすることが可能になる。
【0065】
そして、請求項5に記載のタービン翼環構造において、
遮熱環の対向部にシール溝が形成され、
遮熱環シール部材は、周方向に隣接する遮熱環のシール溝同士に嵌合されることで遮熱環同士を接続し、
遮熱環シール部材が嵌合していない部位のシール溝を塞ぐ閉塞部材を備える一方、
遮熱環のタービン翼環への支持部には熱延びを吸収する吸収部が備えられ、
遮熱環シール部材のタービン翼環側の端部は吸収部を避けた部位でタービン翼環側に当接している
ので、
熱延びに対する隙間を確保した状態で空気の漏れを分割環シール部材の端部で確実に阻止することができる。
【0066】
また、請求項1、請求項5、請求項6のいずれか一項に記載のタービン翼環構造において、
付勢シール部材は、断面E字状のEシールであるので、
安価な付勢シール部材を適用することができる。
【0067】
また、請求項2、請求項5、請求項6のいずれか一項に記載のタービン翼環構造において、
弾性シール材は、タービン翼環の周方向に延び径方向に弾性力を有するシールワイヤであるので、
安価な弾性シール材を適用することができる。
【0068】
また、請求項1に記載のタービン翼環構造において、
燃焼ガス上流側の遮熱環のシール溝は燃焼ガス通路からタービン翼環側に斜行しているので、
シール溝をタービン翼環に対向させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態例に係るタービン翼環構造を備えたタービン入口段の概略構成図。
【図2】タービン翼環構造の詳細状況を表す断面図。
【図3】図2中のIII−III 線矢視図。
【図4】タービン翼環構造の一部分解斜視図。
【符号の説明】
1 ガスタービン
2 タービン翼環
3 静翼
4 動翼
5 燃焼器尾筒
6,7 遮熱環
8 分割環
11 流路
12 空気室
13 インピンジ板
14 溝
15 噴出穴
16,17,21,22,24,25,35 シール溝
18,26,29 放射シール
19,27,28 軸方向シール
31,32,33 部位
36 分割環シール
37 シールワイヤ
41 Eシール
Claims (9)
- タービン翼環の周方向に複数に分割されて支持される遮熱環と、
タービン翼環の周方向に複数に分割されて遮熱環に支持され動翼とのクリアランスを保持する分割環と、
タービン翼環とそれぞれの分割環との間に配置され多数の噴出穴を有し端部が遮熱環に支持されるインピンジ板と、
周方向に隣接する遮熱環同士を接続する遮熱環シール部材と、
周方向に隣接する分割環同士を接続しタービンの軸方向に延びて配置され両端部が遮熱環側に当接する分割環シール部材と、
分割環シール部材と遮熱環側との間に配置され遮熱環シール部材ををタービンの軸方向に付勢する付勢シール部材と
を備えたことを特徴とするタービン翼環構造。 - タービン翼環の周方向に複数に分割されて支持される遮熱環と、
タービン翼環の周方向に複数に分割されて遮熱環に支持され動翼とのクリアランスを保持する分割環と、
タービン翼環とそれぞれの分割環との間に配置され多数の噴出穴を有し端部が遮熱環に支持されるインピンジ板と、
周方向に隣接する遮熱環同士を接続する遮熱環シール部材と、
周方向に隣接する分割環同士を接続する分割環シール部材と、
インピンジ板の端部の少なくとも一方と遮熱環との間に配置される弾性シール材と
を備えたことを特徴とするタービン翼環構造。 - タービン翼環の周方向に複数に分割されて支持される遮熱環と、
タービン翼環の周方向に複数に分割されて遮熱環に支持され動翼とのクリアランスを保持する分割環と、
タービン翼環とそれぞれの分割環との間に配置され多数の噴出穴を有し端部が遮熱環に支持されるインピンジ板と、
遮熱環の対向部に形成されるシール溝と、
周方向に隣接する遮熱環のシール溝同士に嵌合されることで遮熱環同士を接続する遮熱環シール部材と、
周方向に隣接する分割環同士を接続する分割環シール部材と、
遮熱環シール部材が嵌合していない部位のシール溝を塞ぐ閉塞部材と
を備えたことを特徴とするタービン翼環構造。 - タービン翼環の周方向に複数に分割されて支持される遮熱環と、
タービン翼環の周方向に複数に分割されて遮熱環に支持され動翼とのクリアランスを保持する分割環と、
タービン翼環とそれぞれの分割環との間に配置され多数の噴出穴を有し端部が遮熱環に支持されるインピンジ板と、
遮熱環の対向部に形成されるシール溝と、
周方向に隣接する遮熱環同士を接続する遮熱環シール部材と、
周方向に隣接する分割環同士を接続する分割環シール部材とを備え、
遮熱環のタービン翼環への支持部には熱延びを吸収する吸収部が備えられ、
遮熱環シール部材のタービン翼環側の端部は吸収部を避けた部位でタービン翼環側に当接していることを特徴とするタービン翼環構造。 - タービン翼環の周方向に複数に分割されて支持される遮熱環と、
タービン翼環の周方向に複数に分割されて遮熱環に支持され動翼とのクリアランスを保持する分割環と、
タービン翼環とそれぞれの分割環との間に配置され多数の噴出穴を有し端部が遮熱環に支持されるインピンジ板と、
周方向に隣接する遮熱環同士を接続する遮熱環シール部材と、
周方向に隣接する分割環同士を接続しタービンの軸方向に延びて配置され両端部が遮熱環側に当接する分割環シール部材と、
分割環シール部材と遮熱環側との間に配置され分割環シール部材をタービンの軸方向に付勢する付勢シール部材と、
インピンジ板の端部の少なくとも一方と遮熱環との間に配置される弾性シール材と
を備えたことを特徴とするタービン翼環構造。 - 請求項5に記載のタービン翼環構造において、
遮熱環の対向部にシール溝が形成され、
遮熱環シール部材は、周方向に隣接する遮熱環のシール溝同士に嵌合されることで遮熱環同士を接続し、
遮熱環シール部材が嵌合していない部位のシール溝を塞ぐ閉塞部材を備える一方、
遮熱環のタービン翼環への支持部には熱延びを吸収する吸収部が備えられ、
遮熱環シール部材のタービン翼環側の端部は吸収部を避けた部位でタービン翼環側に当接している
ことを特徴とするタービン翼環構造。 - 請求項1、請求項5、請求項6のいずれか一項に記載のタービン翼環構造において、
付勢シール部材は、断面E字状のEシールであることを特徴とするタービン翼環構造。 - 請求項2、請求項5、請求項6のいずれか一項に記載のタービン翼環構造において、
弾性シール材は、タービン翼環の周方向に延び径方向に弾性力を有するシールワイヤであることを特徴とするタービン翼環構造。 - 請求項1に記載のタービン翼環構造において、
燃焼ガス上流側の遮熱環のシール溝は燃焼ガス通路からタービン翼環側に斜行していることを特徴とするタービン翼環構造。
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