JP2005233020A - Sealing arrangement - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱による変位や、外力による変位を伴う組立部品の取付空間に取り付けられるシール装置に関する。特に、外力叉は熱による変位等により取付空間の間隙を変化させる組立部品の取付空間に設けられるシール装置に関する。 The present invention relates to a sealing device that is attached to a mounting space of an assembly part that involves displacement due to heat or displacement due to external force. In particular, the present invention relates to a sealing device provided in an attachment space of an assembly part that changes a gap in the attachment space by an external force or displacement due to heat.
近年、ロケット用エンジン、ガスタービンエンジン、原子力用の蒸気タービン等において、燃焼ガス、蒸気ガス、冷却ガスなどがステーターから漏れるのを防止することは、エンジンの熱効率の向上に効果的であることが知られている。しかし、従来のシール装置の技術では、タービンの構造上から、又、加熱温度の影響から、更には、圧力の影響から、更に又、振動力の影響から、これらの種々の影響がステーターに作用するので、ステーターの取付空間が大きく変化し、シール能力を向上させることが困難であった。このため、このシール装置の技術の向上が課題となっている。 In recent years, in rocket engines, gas turbine engines, nuclear steam turbines, etc., preventing combustion gas, steam gas, cooling gas, etc. from leaking from the stator is effective in improving the thermal efficiency of the engine. Are known. However, in the conventional sealing device technology, these various effects act on the stator due to the structure of the turbine, from the influence of heating temperature, from the influence of pressure, and from the influence of vibration force. Therefore, the mounting space of the stator has changed greatly, and it has been difficult to improve the sealing ability. For this reason, improvement of the technology of this sealing device has been a problem.
本発明の関連技術としてタービンエンジンの取付部品の接合間をシールするシールリング又はブラシシール装置が知られている。このシールリングは、タービンエンジンに於いて、高温燃焼ガス叉は圧縮ガス或いは振動力により取付部品接合間が変位する個所に取り付けられる(例えば、特許文献1参照、特許文献2参照、特許文献3参照)。
As a related art of the present invention, a seal ring or a brush seal device that seals between joints of mounting parts of a turbine engine is known. In the turbine engine, this seal ring is attached to a location where the joint between the attachment parts is displaced by high-temperature combustion gas, compressed gas, or vibration force (see, for example,
図15のシールリング120は、特許文献1の図1に開示されたシールリングと類似する。図15において、シールリング120は、断面がU形状をしたリング体である。叉、このU形状のシールリング120の両端は逆曲がり部132、132に形成されており、逆曲がり部132、132の内周にそれぞれ溝134、134を形成している。更に、シールリング120は内リング122と外リング126から成る二重層である。叉、内リング122の内周は大きなU空間135に形成されている。
The
そして、シールリング120は、ガスタービンの高圧タービンのノズル110をシールするために取り付けられる。高圧タービンのノズル110には、複数のノズルベーン112が設けられている。このノズルベーン112は、支持用フランジ118に配置されている半径方向の内側バンド116に一体的に取り付けられている。高圧タービンのノズル110の内側バンド116を支持用フランジ118に対して密封に接合するために、内側バンド116と支持用フランジ118との間にシールリング120が取り付けられる。
And the
高圧タービン用ノズル110は、図示省略の上流に設けられた燃焼室から送られた高温燃焼ガス114がノズルベーン112を介して回転させながら加速される。この為に、内側バンド116と支持用フランジ118は加熱時間と共に、熱による変形を受ける。熱による変形を受ける内側バンド116と支持用フランジ118の間に取り付けられたシールリング120は、内側バンド116と支持用フランジ118の熱による変形により接合方向(軸方向)へ弾性変形する。このとき、シールリング120は、U形状の曲げ中心の接点125が支持用フランジ118に支持されている。
The high-
同時に、シールリング120は、逆曲がり部132、132が内側バンド116と支持用フランジ118に接触すると共に、逆曲がり部132、132の軸方向間に2個の溝134、134と、1個のU空間135が連続して設けられている。この為に、高温と共に高圧のガスがガス浸入側Aの逆曲がり部132の外周面に作用すると、シールリング120は弾性変形してシール面132A、132Bを均一な接触力でシールさせることが困難になる。
At the same time, in the
叉、内周リング122の外周には外周リング126を嵌め込んだ二重層のために、この製作が困難になる。更に、U空間の両開口端に逆曲がり部132、132を形成する為に、全体の曲げ加工が困難になり、加工コストを上昇させる。更に又、シールリング120の径が大きくなると、プレス型が大きくなるので、型代も高揚する。又、プレス型が大きくなると、プレス機械も大きくしなければならないので、設備費が高揚する問題が生じてくる。
In addition, since the outer
本発明は上述のような問題点に鑑み成されたものである。そして、本発明が解決しようとする課題は、流体圧力、熱応力等によりシール装置を取り付ける取付空間の幅が変位する場合でも広い変位範囲にわたりシール能力を発揮させることにある。更に、シール装置が大径であっても、プレス加工する型及びその成形プレス機の費用を低コストにすることにある。叉、シール装置の外径に関係無く容易に製作可能にし、加工コストを低減することにある。更に、シール装置の装着を容易にして、組立コストを低減することにある。 The present invention has been made in view of the above problems. A problem to be solved by the present invention is to exhibit sealing ability over a wide displacement range even when the width of the mounting space in which the sealing device is mounted is displaced by fluid pressure, thermal stress, or the like. Furthermore, even if the sealing device has a large diameter, the cost of the press working mold and the molding press machine is reduced. In addition, it is possible to easily manufacture regardless of the outer diameter of the sealing device, and to reduce the processing cost. Further, it is to facilitate the mounting of the seal device and reduce the assembly cost.
本発明は、上述のような技術的課題を解決するために成されたものであって、その技術的解決手段は以下のように構成されている。
請求項1に係わる発明のシール装置は、組立部品間をシールするシール装置であって、組立部品の一方部品と接合する方形状の薄板を折り曲げた一方の第1シール部と、組立部品の他方部品と接触する折り曲げた他方の第2シール部と、第1シール部と第2シール部の間に形成される弾性屈曲部とを有するシール板及び各シール板を折り曲げた内側に接合して並列に重ねると共に、重ねられた弾性屈曲部を連結する結合部を具備し、各弾性屈曲部の重ねられた面が接合しているものである。
The present invention has been made to solve the technical problems as described above, and the technical solution means is configured as follows.
A sealing device according to a first aspect of the present invention is a sealing device for sealing between assembly parts, one first sealing portion obtained by bending a rectangular thin plate joined to one part of the assembly part, and the other of the assembly parts. A seal plate having the other bent second seal portion in contact with the part and an elastic bent portion formed between the first seal portion and the second seal portion, and the seal plates are joined in parallel to the bent inner side. And a connecting portion for connecting the overlapped elastic bent portions, and the overlapped surfaces of the elastic bent portions are joined.
請求項2に係わる発明のシール装置は、シール板の弾性屈曲部が凹凸に折り曲げられた重接面に形成されていると共に、各弾性屈曲部の重接面が配列に沿って互いに接合されているものである。 In the sealing device according to the second aspect of the present invention, the elastic bent portion of the seal plate is formed on the heavy contact surface that is bent into the unevenness, and the heavy contact surface of each elastic bent portion is joined to each other along the array. It is what.
請求項3に係わる発明のシール装置は、結合部が弾性屈曲部の幅方向端面を溶接して形成しているものである。 In the sealing device according to a third aspect of the present invention, the coupling portion is formed by welding the end surface in the width direction of the elastic bending portion.
請求項4に係わる発明のシール装置は、組立部品間をシールするシール装置であって、方形状の薄板に形成して組立部品の一方部品と接合する第1シール部を有するシール板と、シール板を並列に重ねた途中に配列されて組立部品の一方部品と接合する第1シール部を有すると共に組立部品の他方の部品と弾性に接合する弾性押圧部を有する押シール板と、重ねられたシール板と押シール板とを並列に連結する結合部とを具備し、第1シール部の並列された重面部が接合又は近接しているものである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a seal device for sealing between assembly parts, a seal plate having a first seal part formed on a rectangular thin plate and joined to one part of the assembly part, and a seal A push seal plate having a first seal portion that is arranged in the middle of stacking the plates in parallel and joined to one part of the assembly component and that has an elastic pressing portion that elastically joins to the other component of the assembly component. It has a coupling portion that connects the seal plate and the push seal plate in parallel, and the parallel surface portions of the first seal portion are joined or close to each other.
請求項5に係わる発明のシール装置は、結合部がシール板と押シール板とに並列方向へ貫通した貫通孔を有すると共に、各シール板と押シール板との貫通孔に通して各シール板と押シール板とを連結する通し棒を有するものである。
In the sealing device of the invention according to
この請求項1に係わる発明のシール装置では、方形板をV形状に折曲げて形成したシール板を各々V方向へ複数に配列する。この各シール板のV形状に折曲げた弾性屈曲部を配列方向に接合させて連結するものである。このシール板は、V形状をV方向へ嵌め合うように重ねるために、シール板の配列が極めて容易になり、配列がずれたりしないので、組立コストが低減できる。しかも、組立部品の取付空間に振動等の変位が生じてもシール板がずれたりしないので、シール能力が向上する。更に、シール装置はシール板を配列して形成するために、全体が直線状のシール装置でも、全体が曲線状のシール装置でも、全体が円環状のシール装置でも容易に製作することが可能になり、製作費を低減できる。 In the sealing device according to the first aspect of the present invention, a plurality of seal plates formed by bending a rectangular plate into a V shape are arranged in the V direction. The elastic bent portions bent in the V shape of the respective seal plates are joined and joined in the arrangement direction. Since this seal plate is overlapped so that the V shape fits in the V direction, the arrangement of the seal plates becomes extremely easy and the arrangement does not shift, so that the assembly cost can be reduced. In addition, even if a displacement such as vibration occurs in the mounting space of the assembly part, the sealing plate is not displaced, so that the sealing ability is improved. Furthermore, since the sealing device is formed by arranging the sealing plates, it can be easily manufactured by a linear sealing device, a curved sealing device, or an annular sealing device. Thus, production costs can be reduced.
又、各弾性屈曲部の重接面は配列方向に密接しているから、重接面を横切る被密封流体はシールされる。このために、シール装置のシール能力が飛躍的に向上する。更に、弾性屈曲部を連結するために、弾性屈曲部の両側の各シール部は弾性変形が容易になり、シール装置が取り付けられた取付部品の取付空間の熱応力、振動等による変位に応じてシール部が弾性変形し、シール能力を高めることが可能になる。 In addition, since the contact surfaces of the elastic bent portions are in close contact with each other in the arrangement direction, the sealed fluid that crosses the contact surfaces is sealed. For this reason, the sealing capability of the sealing device is dramatically improved. Furthermore, since the elastic bent portions are connected, the respective seal portions on both sides of the elastic bent portions are easily elastically deformed, and are subject to displacement due to thermal stress, vibration, etc. in the mounting space of the mounting part to which the seal device is mounted. The seal portion is elastically deformed, and the sealing ability can be increased.
この請求項2に係わる発明のシール装置では、弾性屈曲部がW形凹凸の重接面に形成されているので、弾性屈曲部の弾性力が向上し、弾性屈曲部の両側に於ける各シール部の弾性変形が大きくなる。このために、組立部品の取付面が熱応力、振動力等による変位しても、シール部は大きく弾性変形し、組立部品間に常に密接することが可能になる。又、W形の弾性屈曲部に形成することにより、W形の重接面の密接が確実になるので、弾性屈曲部を横切る被密封流体のシール能力が向上する。 In the sealing device according to the second aspect of the present invention, since the elastic bent portion is formed on the overlapping surface of the W-shaped unevenness, the elastic force of the elastic bent portion is improved, and each seal on both sides of the elastic bent portion is improved. The elastic deformation of the part increases. For this reason, even if the mounting surface of the assembly part is displaced due to thermal stress, vibration force or the like, the seal portion is greatly elastically deformed and can always be in close contact between the assembly parts. Further, by forming the W-shaped elastic bent portion, the close contact of the W-shaped heavy contact surface is ensured, so that the sealing ability of the sealed fluid across the elastic bent portion is improved.
この請求項3に係わる発明のシール装置では、弾性屈曲部の幅方向の両端部は配列方向に積層されているから、溶接しても確実に溶着が可能になる。このために、製作が容易になり、製作コストを低減できる。又、弾性屈曲部の両端部が溶接されて結合部に構成されるで、結合部によりシール部の根本が支持されて自由端の接触部の弾性変形を容易にする。このため、各接触部のシール能力が向上する。 In the sealing device according to the third aspect of the present invention, since both end portions in the width direction of the elastic bending portion are laminated in the arrangement direction, welding can be reliably performed even if welding is performed. For this reason, manufacture becomes easy and manufacturing cost can be reduced. In addition, since both ends of the elastic bending portion are welded to form the coupling portion, the base of the seal portion is supported by the coupling portion, and the elastic deformation of the contact portion at the free end is facilitated. For this reason, the sealing capability of each contact part improves.
この請求項4に係わる発明のシール装置では、配列されたシール板の途中に押シール板を混在しているから、取付空間に対して弾性屈曲部により結合部を介して弾性的に密接させることが可能になる。特に、弾性屈曲部でシール装置全体が弾性的に支持されたシール装置は、円環状又は直線状に形成する場合でも、第1シール部に於ける接触部の配列面を密接させることが可能になる。このために、配列面の密接により被密封流体をシールする能力を向上できる。更に、押シール板の弾性屈曲部の長さを加減することにより、取付空間の間隔が大きくとも、小さくとも、装着可能にしてシール能力を発揮させることが可能になる。 In the sealing device according to the fourth aspect of the present invention, since the push seal plate is mixed in the middle of the arranged seal plates, it is elastically brought into close contact with the mounting space by the elastic bent portion through the coupling portion. Is possible. In particular, the sealing device in which the entire sealing device is elastically supported by the elastic bending portion can closely contact the arrangement surface of the contact portions in the first sealing portion even when the sealing device is formed in an annular shape or a linear shape. Become. For this reason, the ability to seal the fluid to be sealed due to the close contact of the arrangement surface can be improved. Furthermore, by adjusting the length of the elastic bent portion of the push seal plate, it is possible to mount it to exhibit sealing ability regardless of whether the mounting space is large or small.
この請求項5に係わる発明のシール装置では、結合部を通し棒に構成してシール板を連結しているから、シール装置を円環状にするときには、内周側の接触部の配列面を容易に密接させることが可能になる。このために、シール装置のシール能力を向上できる。又、環状のシール装置であっても、シール装置の製作が容易になると共に、ガスタービンの取付部のように複雑な構造であっても、シール装置の取り付けが容易になり、組立コストが低減できる。 In the sealing device according to the fifth aspect of the present invention, since the coupling portion is configured as a through-rod and the sealing plate is connected, when arranging the sealing device in an annular shape, the arrangement surface of the inner peripheral side contact portion is easy. It becomes possible to be in close contact with. For this reason, the sealing capability of the sealing device can be improved. Moreover, even if it is an annular sealing device, it is easy to manufacture the sealing device, and even if it has a complicated structure such as a mounting portion of a gas turbine, it is easy to mount the sealing device, and the assembly cost is reduced. it can.
以下、本発明に係わる実施の形態のシール装置を図面に基づいて詳述する。尚、以下に説明する各図面は、設計図を基にした正確な図面である。 Hereinafter, a sealing device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Each drawing described below is an accurate drawing based on the design drawing.
図1は、本発明に係わる好ましい第1実施の形態を示す取付状態のシール装置1の断面であって、シール板2の正面を示す。図1に於いて、シール装置1は、V形に形成された各シール板2を各々V形の内面に接合して配列方向へ環状になるように配列する。このシール装置1は、ガスタービンエンジン、原子力機器等の高圧及び高温流体の作用を受ける組立部品の取付空間に設ける。例えば、このシール装置1は、ガスタービンの内ケーシングと外ケーシング又はシュラウドサポートと燃焼ガスが通過するダクト、或いは、インジェクタ部品と接続する部品との取付空間に設けることができる。この組立部品は、熱応力、被密封流体の圧力、振動等を受ける。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a
このシール装置1は、ガスタービンのインジェクタ部品51とサイドプレート52との間の取付空間50に配置する。この図1は断面図であるので、図1に類似する形状の図3の正面図も参照して説明する。インジェクタ部品51には段部を成す側面51Aと周面51Bが設けられており、側面51Aには固定リング20が取付溝に着脱自在に係止されている。又、サイドプレート52には、段部状に形成されたフランジ面52Aと円周面52Bが設けられている。更に、インジェクタ部品51の周面51Bと摺動自在に接合する接合面52Cが設けられている。この取付空間50は熱応力や振動力を受けると変形する。
The
シール装置1におけるシール板2は、長方形の薄板を中間から70°から120°の角度範囲でV形状に折曲げる。この折曲げ角度は、被密封流体の圧力、シール板2の配列等を考慮して決められるので、70°から120°の範囲に限定されるものではない。この実施例では、V形状の折曲げ角度が80°である。このシール板2の厚さは略0.08mmである。又、シール板2の厚さの寸法範囲は、0.02mmから1mmに形成されたものを利用する。この厚さも、シール装置1の大きさ、被密封流体の圧力等に応じて決められるので、上記の厚さに限定されるものではない。シール板2の折曲げ個所は、弾性屈曲部(シール板2を配列した全体も弾性屈曲部と言う)3に形成する。弾性屈曲部3は、W形に折曲げられて第1折曲部3Aと第2折曲部3Bとに形成する。シール板2は第1折曲部3Aから自由端に向かって傾斜した第1シール部板2A1に形成する。又、シール板2は第2折曲部3Bから自由端に向かって傾斜した第2シール部板2B1に形成する。
The sealing
このシール板2はニッケル基合金材製である。その具体例としては、76%Ni−16%Cr−8%Fe合金のインコネルである。このインコネルは加工性に富み、熱間、冷間加工が可能で、しかも耐食性に優れる。この他に、シール板2は、ステンレス鋼板、セラミック板、ハステロイX、ヘインズアロイ25、更に、低温度の場合には、樹脂複合材も利用できる。又、必要に応じて、シール板2は金、銀、ニッケル、銅を表面処理すると良い。
The
シール装置1は、各シール板2を互いのV形内に挿入するように接合して環状になるように配列する。この各シール板2の配列は、W形の弾性屈曲部3の配列される重接面は、互いに接合しているが、各第1シール部板2A1の配列面と、各第2シール部板2B1の配列面は微小間隙に近接している。又、環状に配列したシール板2の幅方向の両端面に於ける弾性屈曲部3に沿って溶接し、シール板2を結合する結合部5、5に形成する。そして、第1シール部2Aの自由端周面は第1接触部2Cに形成する。この第1接触部2Cは環状に配列してフランジ面52Aに密接させる。又、第2シール部2Bの自由端周面は第2接触部2Dに形成する。この第2接触部2Dも環状に配列して側面51Aに密接させる。更に、シール板2の幅方向の一端面は環状平面の第1側面2Eに形成すると共に、第1側面2Eを固定リング20の内周面20Bに摺動自在に接合させる。更に、シール板2の幅方向の他端面は環状平面の第2側面2Fに形成すると共に、円周面52Bに摺動自在に接合させる。
The
このように構成されたシール装置1は、取付空間50に装着する。このシール装置1は、高圧側P1側から被密封流体が作用する。被密封流体は第1シール部2Aの第1側面2Eにより遮断される。同時に、シール部2A間に浸入した被密封流体は、弾性屈曲部3のW形に接合した両重接面(図4の弾性屈曲部3がW形に接合している面)によりシールされる。従って、高圧側P1から低圧側P2へ流入する被密封流体は遮断される。更に、インジェクタ部品51とサイドプレート52が軸方向に相対変位しても、第1シール部2Aと第2シール部2Bは弾性屈曲部3を支点にして弾性変形が可能であるから、インジェクタ部品51とサイドプレート52の相対変位に対応して弾性変形する。そして、第1接触部2Cはフランジ面52Aに密接すると共に、第2接触部2Dは側面51Aに密接してシール能力を発揮する。又、シール装置1は各シール板2をV形内に挿入するようにして配列するので、環状であれ、波形であれ、どのような形状にも配列することが可能になる(従来の方形状の薄板を環状に配列した板ブラシシールが存在するが、この配列は薄板がずれるので、作業が極めて困難である)。このために、製作コストと共に、組立コストが安価になる。又、シール装置1は、径の大きさに関係なくシール板2を環状に配列すれば大径になるから、直径が大径であっても、プレス用の型代を低減できる。
The
図2は、本発明の第2実施の形態を示すシール装置1の取付状態の一部正面図である。このシール装置1は直線状にシール板2を配列する。このシール装置1はガスタービンのシュラウドセグメントの組立部品間に装着されるものである。第1組立部品61には、段部状を形成する接合面61Aと支持面61Bが設けられている。又、第2組立部品62には、平面の接合面62Aが設けられている。この接合面61Aと支持面61Bにより形成される段部面と、接合面62Aにより取付空間60が形成される。そして、第1組立部品61と第2組立部品62の間の取付空間60内にシール装置1を装着する。
FIG. 2 is a partial front view of the mounting state of the
シール板2は、薄板の長方形を約90°に折曲げたものである。この折曲げ部はW形の弾性屈曲部3に形成する。このシール板2はステンレス鋼であって、厚さは0.12mmである。図2に示すシール板2の全体構成は図1と略同一構成である。このシール板2は、V形内に嵌め込まれるようにして1列に配列する。そして、弾性屈曲部3に沿って溶接した結合部5によって、配列されたシール板2は結合される。この第1シール部2Aは、シール板2の配列面が微小な間隔に形成されており、第1組立部品61と第2組立部品62が変位しても弾性変形して変位寸法に対応することが可能になる。その他は、図1と同様に配列してシール装置1に構成する。尚、図2に示す各符号は、図1または図3の符号と同じものは、同様な部品である。又、シール装置1は、外力を受けても脱落しないように、第1組立部品61に固定した固定板20と第1組立部品61との間に摺動自在に保持する。又、この固定板20は、第2組立部品62に取り付けてシール装置1を保持することもできる。高圧側は正面であり、低圧側は、前方である。そして、被密封流体は第1シール部2Aによりシールされる。このシール板2は、ステンレス鋼板の他に、ニッケル基合金材製板にすることもできる。その具体例としては、76%Ni−16%Cr−8%Fe合金のインコネルである。その他、セラミックス板、鋼板、ハステロイX、ヘインズアロイ25等を利用することもできる。
The
図3には、本発明の第3実施の形態を示すシール装置1の取付状態の正面図である。このシール装置1は、図2のシール装置1と略同一構成である。シール板2は、長方形で0.06mm又は0.1mmの厚さの薄板をV形状に折曲げて形成する。折曲げ角度は約80°である。この第1シール部2Aは、各シール板2の配列面が近接しており、第1組立部品61と第2組立部品62の変位に対して弾性変形が可能になる。又、この第2シール部2Bは、各シール板2の配列面が近接しており、第1組立部品61と第2組立部品62の変位に対して弾性変形が可能になる。又、第2シール部2Bの配列面の間隔は固定リング20により遮断される。そして、図2と相違する点は、シール装置1を環状に形成した点である。従って、シール装置1は固定リング20と第1組立部品61との間に摺動自在に保持する。この固定リング20は、第2組立部品62に取り付けることもできる。
In FIG. 3, it is a front view of the attachment state of the
図4は、本発明の第4実施の形態を示すシール装置1の一部拡大した正面図である。このシール装置1は環状体に形成する。図4に於いて、図1及び図2と相違する点は第1シール部板2A1と第2シール部板2B1の長さを変えた点である。このシール板2の厚さは約0.5mmである。シール板2は、長方形の薄板をWに折曲げて形成する。シール装置1の弾性屈曲部3はW形に折曲げて形成されており、第1折曲部3Aと第2折曲部3Bとの弾性屈曲部3の配列面が密接している。そして、弾性屈曲部3に沿って溶接し、結合部5を形成する。第2折曲部3Bの第1角度θ1は45°に形成する。又、第2角度θ2は、30°に形成する。この第1角度θ1と第2角度θ2の関係は、第1角度θ1よりも第2角度θ2を小さくすると良い。第1折曲部3Aも同様な角度関係に形成する。又、第1シール部2Aの第1接触部2C側の配列面は互いに接合している。第2シール部2Bの第2接触部2D側の配列面は、外径が大きくなる分間隔が開くが、弾性屈曲部3の配列面の互いの密接により第2シール部2B側から第1接触部2Cへ被密封流体が流入するのを阻止する。
FIG. 4 is a partially enlarged front view of the
図5は、本発明の第5実施の形態を示すシール装置1の斜視図である。図5のシール装置1は、シール板2をV形に折曲げて弾性屈曲部3をV形に形成したものである。このVの折曲げ角度は約110°である。このV形のシール板2をV形内に嵌めて配列すると共に、弾性屈曲部3に沿って溶接し、結合部5に形成する。この各第1シール部板2A1の配列面間と、各第2シール部板2B1の配列面間は微小な間隔に形成しており、シール装置1を取り付けた組立部品が変位しても、第1シール部2Aと第2シール部2Bは、弾性変形して組立部品の変位に対応することができる。この結合部5により各シール板2を連続に結合する。この図5のシール装置1は、直線に配列したものであるが、環状にも、円弧状にも配列した形状のシール装置1に形成できる。このシール板2はステンレス鋼の薄板である。このシール板2の薄板の厚さは、0.1mmから5mmのようなシール板2としては厚肉の範囲のものを利用できる。図5のシール装置1に於けるその他の符号は、図1又は図2の符号の説明と同一である。
FIG. 5 is a perspective view of a
図6は、本発明の第6実施の形態を示すシール装置1の斜視図である。図6のシール装置1は、シール板2をV形に折曲げて弾性屈曲部3をW形に形成したものである。このV形の折曲げ角度は約120°である。このV形のシール板2をV形内に嵌めて配列すると共に、弾性屈曲部3に沿って溶接し、結合部5に形成する。この結合部5により各シール板2を連続に結合する。この図6のシール装置1は直線に配列したものであるが、環状にも、円弧状にも容易に配列したシール装置1に形成できる。このシール板2はステンレス鋼の薄板である。このシール板2の薄板の厚さは、0.1mmから1.0mmのようなシール板2としては厚肉の範囲のものを利用できる。図6のシール装置1に於けるその他の符号は、図1又は図2の符号の説明と同一である。
FIG. 6 is a perspective view of a
図7は、図5及び図6に示すシール装置1を蒸気タービン又はガスタービンの取付部品間に取り付けた実施例である。第1取付部品71には、取付段部71Aが設けられている。又、第2取付部品72には、この取付段部71Aに対向する接合面72Aが設けられている。この取付空間70にシール装置1を装着する。シール装置1は、取付空間70から簡単に離脱しないように、固定板20により保持する。そして、シール装置1により高圧側P1と低圧側P2の間を遮断する。
FIG. 7 shows an embodiment in which the
図8から図10は、図6のシール装置1に類似するシール装置1の1部の正面図である。図8のシール装置1は、一対の組立部品61、62に装着する前の自由状態の形状を示す。各第1シール部板2A1と各第2シール部板2B1の各配列面S、S、S間は、各第1シール部板2A1と各第2シール部板2B1が弾性変形可能な間隔T、Tに形成すると良い。この各配列面Sの間隔Tは、第1角度θ1と第2角度θ2の関係において、θ1よりもθ2を小さくすると形成することができる。そして、弾性屈曲部3を形成すると共に、この弾性屈曲部3の重接面を層状に接合して配列すると、各第1シール部板2A1と各第2シール部板2B1との弾性変形が可能になる。そして、本発明のシール装置1は、第1組立部品61と第2組立部品62との取り付け間のシール能力の向上と共に、第1組立部品61と第2組立部品62との取り付け間における変位に対応できるようにする。特に、被密封流体が高温であると共に、振動等の外力を受ける一対の組立部品61、62であり、且つ、各組立部品61、62の取り付け面に熱損傷も受ける。このような過酷な条件に対して本発明のシール装置1は、一対の組立部品61、62間の変位に対応しながら効果的にシール能力を発揮する。
8 to 10 are front views of a part of a
図9は、第1組立部品61と第2組立部品62との取り付け間がC方向へ移動(変位)した場合である。この場合には、弾性屈曲部3の重接面が密接すると共に、間隔Tが小さな寸法になって、第1シール部2Aと第2シール部2Bの弾性変形能力が発揮される。
FIG. 9 shows a case where the space between the
図10は、第1シール部2Aと第2シール部2Bの弾性変形が最大になった場合である。そして、第1シール部板2A1の各間隔Tと第2シール部板2B1の各間隔Tが密接してシール能力が向上する。この状態は、作用ガスが高温で過酷な条件であるから、シール能力を発揮する点で最適である。
FIG. 10 shows a case where the elastic deformation of the
図11は、本発明の第7実施の形態を示すシール装置1の一部の正面図である。各シール板2はステンレス鋼板製の薄板であって、厚さの寸法範囲は0.05mmから10mmにすると良い。この実施例では、シール板2の厚さは約0.5mmである。シール板2は、長方形状の薄板に形成する。そして、このシール板2の配列面を重ねて円環状に配列する。円環状を成す各第1シール部2Aは中央に貫通孔が設けられており、この貫通孔に通し棒5Aを挿嵌して各シール板2と押シール板2Pとを円環状に連結する。そして、円環状を成す第1シール部2Aの内周に第1接触部2Cを形成する。第1接触部2C側の配列面は被密封流体が漏れないように密接させる。
FIG. 11 is a front view of a part of the
この第1シール部2Aには一定間隔ごとに押シール板2Pを設ける。押シール板2Pには第1接触部2Cと反対側に弾性押圧部4を設ける。この弾性押圧部4はL形状に折曲げると共に、弾性を付与する。このシール装置1は、蒸気タービン又はガスタービンのような高温、高圧の被密封流体が作用する第1組立部品81の段部状接合面81Aと第2組立部品82の接合面82Aとの取付空間80に圧接状態に配置する。弾性押圧部4は第1組立部品81の接合面81Aに圧接させるので、第1接触部2Cは接合面82Aに密接する。
The
図12は、本発明の第8実施の形態を示すシール装置1の一部の斜視図である。
シール板2は、ステンレス鋼板の薄板を長方形に形成し、中央に貫通孔を設ける。又、シール板2の一端に第1接触部2Cを形成する。このシール板2は、薄板の長方形のシール板2を一定枚数の配列するごとに押シール板2Pを挿入配列し、シール板2と押シール板2Pに設けた貫通孔に通し棒5Aを通して全体を連結するものである。押シール板2Pには、一端部に弾性押圧部4を設ける。弾性押圧部4は、図に示すようにL形状に折曲げて形成する。この弾性押圧部4はシール板2の幅より狭い幅に形成されているが、シール板2と同じ幅寸法にしても良い。
FIG. 12 is a perspective view of a part of the
The
このように形成されたシール装置1は、図13及び図14のように装着する。図13はシール装置1の一部の正面図である。又、図14はシール装置1の側面図である。図13及び図14に於いて、一対の組立部品91、92は、ガスタービンの高温、高圧が作用するステーターやシュラウドである。第1組立部品91には、段部状の接合面91Aが設けられている。又、第2組立部品には接合面92Aが設けられている。そして、シール装置1は弾性押圧部4が段部状の接合面91Aに圧接して他方の第1接触部2Cを接合面92Aに密接させる。同時に、各シール板2の配列面を接合させて各シール板2により第1シール部2Aを形成する。このようにして、シール装置1により高圧側P1と低圧側P2を遮断する。
The
本発明のシール装置1は、高温、高圧流体が作用する取付空間50、60、70、80、90に取り付けられて取付空間50、60、70、80、90が変位する場合でも、シール能力が向上すると共に、耐久能力を発揮する。更に、シール装置1がシール板2を配列した簡単な構造にできるために、複雑な取付空間50、60、70、80、90の構造であっても、シール装置1が容易に取り付けられ、取付作業のコストを低減できる。更に、取付空間50、60、70、80、90の形成面が変形したりして雑な構造であっても、配列されたシール板2と、弾性屈曲部3又は弾性押圧部4によりシール装置1の接触部2Cを確実に接触させてシールすることが可能になる。
The
以上のように、本発明のシール装置は、高温・高圧流体をシールする組立部品の取付空間に用いて有用である。特に、タービンエンジン、原子力機器等の高温・高圧流体が作用して応力変形する取付空間に取り付けられて有用である。叉、どのような取付空間にも易に取り付けられるシール装置として有用である。更に、加工コストを低減できるシール装置として有用である。 As described above, the sealing device of the present invention is useful for use in the mounting space for assembly parts that seal high-temperature and high-pressure fluid. In particular, it is useful to be attached to a mounting space where a high-temperature / high-pressure fluid such as a turbine engine or nuclear equipment acts and undergoes stress deformation. Moreover, it is useful as a sealing device that can be easily mounted in any mounting space. Furthermore, it is useful as a sealing device that can reduce processing costs.
1 シール装置
2 シール板
2A 第1シール部
2B 第2シール部
2C 第1接触部
2D 第2接触部
2E 第1側部
2F 第2側部
2P 押シール板
3 弾性屈曲部
3A 第1折曲部(折曲げ部)
3B 第2折曲部(折曲げ部)
4 弾性押圧部
5 結合部
5A 通し棒
20 固定リング(固定板)
P1 高圧側
P2 低圧側
1 Sealing device
2 Seal plate
2A 1st seal part
2B Second seal part
2C 1st contact part
2D second contact part
2E 1st side
2F 2nd side
2P push seal plate
3 Elastic bend
3A 1st bending part (bending part)
3B 2nd bending part (bending part)
4 Elastic pressing part
5 joints
5A threading rod
20 Fixing ring (fixing plate)
P1 High pressure side
P2 Low pressure side
Claims (5)
及び前記各シール板を折り曲げた内側に挿入して並列に重ねると共に重ねられた前記弾性屈曲部を連結する結合部を具備し、
前記各弾性屈曲部の重ねられた面が接合していることを特徴とするシール装置。 A sealing device for sealing between assembly parts, wherein one first seal part obtained by bending a thin plate to be joined to one part of the assembly part and the other second seal part which is brought into contact with the other part of the assembly part And a sealing plate having an elastic bent portion formed between the first seal portion and the second seal portion,
And a connecting portion for inserting the respective sealing plates into the bent inner side and overlapping them in parallel and connecting the elastic bent portions overlapped,
A sealing device characterized in that the surfaces on which the elastic bent portions overlap are joined.
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