JP2008223515A - Sealing device for gas turbine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sealing device having excellent cooling efficiency and sealing performance. <P>SOLUTION: The sealing device for the gas turbine is provided with a pair of flow passage constitution members 1, 2 arranged such that side parts 11, 12 are opposed to each other through a clearance 10 and partitioning an operation fluid flow passage 4 and a cooling fluid flow passage 3; two pair of grooves 51, 52, 61, 62 provided on the side parts 11, 12 of the flow passage constitution members 1, 2 respectively so as to be opposed to each other through the clearance 10; a seal plate 6 laid on the grooves 61, 62 at the operation fluid flow passage 4 side; an impingement plate 5 laid on the grooves 51, 52 at the cooling fluid flow passage 3 side and having a plurality of impingement cooling holes 53 provided at a position of the clearance 10. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は作動流体の漏洩を抑制するガスタービンのシール装置に関する。   The present invention relates to a gas turbine seal device that suppresses leakage of a working fluid.

ガスタービンにおいて、燃焼器で燃料とともに燃焼して得た高温の燃焼ガス(作動流体)が流通するガス流路の外側には、ガス流路の構成部材が熱で損傷しないように、圧縮機から抽気した冷却用の空気が供給されている。また、このガス流路の構成部材は、他の部分と同様に、熱変形やメンテナンス性等を考慮して複数に分割されている。そのため、例えば、ガス流路の外側に供給されている空気は、部材同士の隙間から燃焼ガスが外側に漏れ出すことがないように、燃焼ガスの圧力と比較して高圧に保持されている。しかし、このままでは、隙間から冷却空気がガス流路へ漏れ込んで作動ガスの温度が低下してしまい、ガスタービンの熱効率低下の要因となる場合がある。そのため、構成部材同士はその隙間に設けられたシール装置を介して連結されており、冷却空気が作動ガス側に過度に漏れ込むことが抑制されている。   In the gas turbine, outside the gas flow path through which the high-temperature combustion gas (working fluid) obtained by burning with fuel in the combustor flows, the compressor is installed so that the components of the gas flow path are not damaged by heat. The extracted cooling air is supplied. Further, the constituent members of the gas flow path are divided into a plurality of parts in consideration of thermal deformation, maintainability, etc., as in the other parts. Therefore, for example, the air supplied to the outside of the gas flow path is maintained at a high pressure compared to the pressure of the combustion gas so that the combustion gas does not leak outside through the gap between the members. However, in this state, the cooling air leaks from the gap into the gas flow path, and the temperature of the working gas decreases, which may cause a decrease in the thermal efficiency of the gas turbine. Therefore, the structural members are connected to each other via a sealing device provided in the gap, and the excessive leakage of the cooling air to the working gas side is suppressed.

ところで、発電を用途とするガスタービンでは、蒸気タービンを組み合わせたコンバインドサイクル等をはじめとして、その性能及び効率向上に大きな期待が寄せられており、作動流体の一層の高温化が特に求められている。そのため、他のガスタービンでは冷却する必要性が低かった構成部材同士の連結部に関しても積極的に冷却する必要が生じてきており、連結部に用いられるシール装置には、高い冷却効率と確実なシール性能を有するものが求められている。   By the way, in a gas turbine for power generation, there is a great expectation for improvement in performance and efficiency including a combined cycle combined with a steam turbine, and further higher temperature of the working fluid is particularly demanded. . For this reason, there is a need to actively cool the connecting portions of the constituent members that are less required to be cooled in other gas turbines, and the sealing device used for the connecting portions has high cooling efficiency and reliable. What has a sealing performance is calculated | required.

この種の技術として、ガス流路の構成部材同士を連結するシールプレートに複数の孔(スロット)を設け、この孔を通過する空気によって連結部付近のフィルム冷却を行っているものがある(特許文献1等参照)。   As this type of technology, there is a technique in which a plurality of holes (slots) are provided in a seal plate that connects gas flow path component members, and the film in the vicinity of the connecting portion is cooled by air passing through the holes (patent) Reference 1 etc.).

米国特許第4767260号US Pat. No. 4,767,260

しかしながら、上記の技術では、冷却空気はシールプレートの孔を通り抜ける際しか高温部材と熱交換できないため、自身の持つ冷却ポテンシャルをほとんど使うことなく作動流体中へ放出されてしまう。また、このように冷却空気の熱交換が不充分で温度が低いまま作動流体中に放出されると、作動流体の温度をみだりに下げてしまい、ガスタービン全体の効率が低下してしまう。さらに、孔を通過する冷却空気が作動流体の流れを乱してしまい、更なる効率低下の要因となる場合もある。   However, in the above technique, since the cooling air can exchange heat with the high temperature member only when passing through the hole of the seal plate, it is released into the working fluid with little use of its own cooling potential. In addition, if the heat exchange of the cooling air is insufficient and the heat is released into the working fluid while the temperature is low, the temperature of the working fluid is lowered drastically, and the efficiency of the entire gas turbine is lowered. Furthermore, the cooling air passing through the holes may disturb the flow of the working fluid, which may cause further reduction in efficiency.

本発明の目的は優れた冷却効率及びシール性能を有するシール装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a sealing device having excellent cooling efficiency and sealing performance.

(1)本発明は、上記目的を達成するために、間隙を介して互いの側部が対向するように配置され、作動流体の流路と冷却流体の流路を画定する1対の流路構成部材と、前記間隙を介して互いに対向するように前記1対の流路構成部材の側部にそれぞれ設けられた2組の溝と、この2組の溝のうち前記作動流体の流路側の溝に架け渡されたプレートと、前記2組の溝のうち前記冷却流体の流路側の溝に架け渡され、前記間隙の位置に設けられた複数の冷却孔を有する他のプレートとを備えるものとする。   (1) In order to achieve the above object, the present invention is a pair of flow paths that are arranged such that their side portions face each other with a gap therebetween, and define a working fluid flow path and a cooling fluid flow path. A pair of grooves provided on each side of the pair of flow path component members so as to face each other with the gap between them, and of the two sets of grooves, on the flow path side of the working fluid A plate that spans the groove, and another plate that has a plurality of cooling holes that are spanned by the channel on the flow path side of the cooling fluid among the two sets of grooves and that are provided at the position of the gap. And

(2)また、本発明は、上記目的を達成するために、作動流体の流路と冷却流体の流路を画定し、前記作動流体の流路側の部分が前記冷却流体の流路側の部分より突出した形状から成る側部を有する流路構成部材と、この流路構成部材の側部の形状とは反対に前記冷却流体側の流路側の部分が前記作動流体の流路側の部分より突出した形状から成る側部を有し、この側部が前記流路構成部材の側部と間隙を介して対向するように配置され、前記流路構成部材とともに前記作動流体の流路と前記冷却流体の流路を画定する他の流路構成部材と、前記流路構成部材の側部における突出した部分とこれに対向する前記他の流路構成部材の側部に前記間隙を介して互いに対向するように設けられた1組の溝と、前記他の流路構成部材の側部における突出した部分とこれに対向する前記流路構成部材の側部に前記間隙を介して互いに対向するように設けられた他の1組の溝と、前記1組の溝に架け渡されたプレートと、前記他の1組の溝に架け渡され、前記間隙の位置に設けられた複数の第1冷却孔を有する他のプレートとを備えるものとする。   (2) In order to achieve the above object, the present invention defines a working fluid flow path and a cooling fluid flow path, and the working fluid flow path side portion is more than the cooling fluid flow path side portion. Contrary to the shape of the side portion of the flow path component, the flow path component on the cooling fluid side protrudes from the flow path side portion of the working fluid, opposite to the shape of the side of the flow path component. A side portion having a shape, the side portion being disposed so as to face the side portion of the flow path component member with a gap therebetween, and together with the flow path component member, the flow path of the working fluid and the cooling fluid The other flow path constituting member that defines the flow path, the protruding portion of the side portion of the flow path constituting member, and the side portion of the other flow path constituting member that faces the same are opposed to each other through the gap. And a pair of grooves provided on the side of the other flow path component Another set of grooves provided to face each other through the gap on the side portion of the flow path component member facing the portion, and a plate spanned across the set of grooves, And another plate having a plurality of first cooling holes provided in the gap and spanning the other set of grooves.

(3)上記(2)において、好ましくは、前記流路構成部材は前記他のプレートの複数の第1冷却孔から噴出される冷却流体が直接衝突する面を前記作動流体の流路側に向かって後退させて設けた凹部を有するものとする。   (3) In the above (2), preferably, the flow path component member has a surface on which the cooling fluid ejected from the plurality of first cooling holes of the other plate directly collides toward the flow path side of the working fluid. It shall have the recessed part provided backward.

(4)上記(2)において、好ましくは、前記流路構成部材は、前記側部の前記2つのプレートに挟まれた部分に設けられた流入口から、前記作動流体の流路に面して設けられた噴出口まで斜めに貫通するように設けられた複数の第2冷却孔を備えるものとする。   (4) In the above (2), preferably, the flow path component member faces the flow path of the working fluid from an inlet provided in a portion sandwiched between the two plates on the side portion. It shall be provided with a plurality of 2nd cooling holes provided so that it may penetrate diagonally to the provided spout.

(5)上記(4)において、好ましくは、前記複数の第2冷却孔の噴出口は前記間隙の出口に設けられているものとする。   (5) In the above (4), preferably, the plurality of second cooling holes are provided at the outlets of the gaps.

(6)上記(4)において、好ましくは、前記複数の第2冷却孔の流入口は前記複数の第1冷却孔の軸心から外れた位置に設けられているものとする。   (6) In the above (4), preferably, the inflow ports of the plurality of second cooling holes are provided at positions deviating from the axial centers of the plurality of first cooling holes.

(7)上記(4)において、好ましくは、前記第2冷却孔は、その方向が、前記作動流体の流路内の作動流体の流通方向に倣うように傾斜して設けられているものとする。   (7) In the above (4), preferably, the second cooling hole is provided so as to be inclined such that the direction thereof follows the flow direction of the working fluid in the flow path of the working fluid. .

(8)上記(2)において、好ましくは、前記流路構成部材は、前記側部の前記2つのプレートに挟まれた部分に設けられた流入口から、前記間隙のうち前記プレートより前記作動流体の流路側に位置する部分に設けられた噴出口まで貫通するように設けられた複数の第3冷却孔を備えるものとする。   (8) In the above (2), preferably, the flow path component is formed from the inflow port provided at a portion sandwiched between the two plates on the side portion, and the working fluid from the plate in the gap. A plurality of third cooling holes provided so as to penetrate to a jet port provided in a portion located on the flow path side of the above.

本発明によれば、優れた冷却効率及びシール性能を発揮することができるので、ガスタービンの効率及び信頼性を向上することができる。   According to the present invention, since excellent cooling efficiency and sealing performance can be exhibited, the efficiency and reliability of the gas turbine can be improved.

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明の第1の実施の形態であるガスタービンのシール装置の断面図であり、図2はその斜視図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view of a gas turbine seal device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view thereof.

これらの図に示すガスタービンのシール装置は、間隙10を介して互いの側部11,12が対向するように配置され、ガスタービンの作動流体の流路(作動流体流路)4と冷却流体の流路(冷却流体流路)3を画定する1対の流路構成部材1,2と、間隙10を介して互いに対向するように流路構成部材1の側部11と流路構成部材2の側部12にそれぞれ設けられた2組の溝51,52及び61,62と、作動流体流路4側の溝61,62に架け渡されたシールプレート6と、冷却流体流路3側の溝51,52に架け渡され、複数のインピンジ冷却孔53を有するインピンジプレート5を備えている。   The gas turbine sealing device shown in these drawings is arranged such that the side portions 11 and 12 face each other with a gap 10 therebetween, and the working fluid flow path (working fluid flow path) 4 and the cooling fluid of the gas turbine are arranged. A pair of flow path component members 1 and 2 that define the flow path (cooling fluid flow path) 3, and the side portion 11 of the flow path component member 1 and the flow path component member 2 so as to face each other with a gap 10 therebetween. Two sets of grooves 51, 52 and 61, 62 respectively provided in the side portion 12, a seal plate 6 spanning the grooves 61, 62 on the working fluid flow path 4 side, and the cooling fluid flow path 3 side An impingement plate 5 that spans the grooves 51 and 52 and has a plurality of impingement cooling holes 53 is provided.

作動流体流路4は、圧縮機(図示せず)で圧縮した圧縮空気と燃料を燃焼器(図示せず)で混合して得られる高温の燃焼ガス(作動流体)が流通する流路(ガスパス)である。詳細については後述するが、ガスタービンにおけるこの流路4の1例としては、タービンロータ(図示せず)の外周に環状に形成され、静翼が周方向に複数取り付けられた流路(以下、環状流路とする)がある。   The working fluid channel 4 is a channel (gas path) through which high-temperature combustion gas (working fluid) obtained by mixing compressed air compressed by a compressor (not shown) and fuel in a combustor (not shown) flows. ). Although details will be described later, as an example of this flow path 4 in the gas turbine, a flow path (hereinafter, referred to as a plurality of stationary blades) is formed in an annular shape on the outer periphery of a turbine rotor (not shown). An annular channel).

この作動流体流路4を形成する部材には、作動流体によって高温下にさらされるため、熱変形による応力集中を緩和する観点や、部品の点検・保守・交換を容易にする観点から、複数に分割されたものがある。このように複数に分割された部材が上記の流路構成部材1,2に該当し、互いに隣接して作動流体流路4を構成している。   Since the member forming the working fluid flow path 4 is exposed to a high temperature by the working fluid, a plurality of members are provided from the viewpoint of alleviating stress concentration due to thermal deformation and facilitating inspection, maintenance, and replacement of parts. There is something divided. The members divided into a plurality of parts correspond to the above-described flow path constituting members 1 and 2 and constitute the working fluid flow path 4 adjacent to each other.

流路構成部材1,2は、他の流路構成部材(図示せず)とともなって作動流体流路4を形成し、互いの側部11,12が隣接するように配されている。例えば、この流路構成部材1,2が上記のタービンロータの外周に形成される環状流路の1部を構成する場合には、タービンロータの周方向に複数連なって環状流路を構成するセグメントのうち隣接する2つの部材となり、部材を構成する面のうち作動流体流路4内に臨む面はエンドウォールを構成する。   The flow path component members 1 and 2 form a working fluid flow path 4 together with other flow path component members (not shown), and are arranged so that the side portions 11 and 12 are adjacent to each other. For example, when the flow path component members 1 and 2 constitute a part of an annular flow path formed on the outer periphery of the turbine rotor, a segment that forms a plurality of annular flow paths in the circumferential direction of the turbine rotor. Of the surfaces constituting the members, the surfaces facing the working fluid flow path 4 constitute end walls.

冷却流体流路3は、作動流体と比較して相対的に低温の流体(冷却流体)を流通させるための流路であり、作動流体流路4を外側あるいは内側から覆うように形成されている。冷却流体は、流路構成部材1,2が作動流体にさらされて溶解したり、酸化あるいは熱応力で亀裂が入って損傷したりすることを抑制している。ところで、上記のように流路構成部材1,2の間には間隙10が存在するので、この間隙10を介して高温の作動流体が作動流体流路4の外に漏れ出す恐れがある。そのため、冷却流体としては作動流体と比較して相対的に圧力の高い流体を供給する必要がある。本実施の形態における冷却流体流路3には、圧縮機から抽気した圧縮空気が流通しており、作動流体の漏洩を抑制している。   The cooling fluid channel 3 is a channel for circulating a relatively low temperature fluid (cooling fluid) compared to the working fluid, and is formed so as to cover the working fluid channel 4 from the outside or the inside. . The cooling fluid suppresses the flow path components 1 and 2 from being dissolved by being exposed to the working fluid, or being cracked and damaged by oxidation or thermal stress. By the way, since the gap 10 exists between the flow path components 1 and 2 as described above, the high-temperature working fluid may leak out of the working fluid flow path 4 through the gap 10. Therefore, it is necessary to supply a fluid having a relatively high pressure as the cooling fluid as compared with the working fluid. In the cooling fluid channel 3 in the present embodiment, compressed air extracted from the compressor flows to suppress leakage of the working fluid.

流路構成部材1の側部11及び流路構成部材2の側部12は、流路構成部材1と流路構成部材2が所定の間隙10を保持してプレート5,6によって連結される部分である。流路構成部材1の側部11には溝51及び溝61が設けられており、流路構成部材2の側部12には溝52及び溝62が設けられている。   The side portion 11 of the flow path component 1 and the side portion 12 of the flow path component 2 are portions where the flow path component 1 and the flow path component 2 are connected by the plates 5 and 6 while holding a predetermined gap 10. It is. A groove 51 and a groove 61 are provided in the side portion 11 of the flow path component 1, and a groove 52 and a groove 62 are provided in the side portion 12 of the flow path component 2.

溝51及び溝52、溝61及び溝62はそれぞれ間隙10を介して対向するように配置された2組の溝であり、この2組の溝51,52及び61,62は冷却流体流路3から作動流体流路4へ向かう方向(又はその逆の方向。即ち、タービンロータ径方向)に配列されている。溝51,52にはインピンジプレート5が、溝61,62にはシールプレート6が図2中の矢印が示すように挿入されている。   The groove 51 and the groove 52, the groove 61 and the groove 62 are two sets of grooves arranged so as to face each other with the gap 10 therebetween. The two sets of grooves 51, 52 and 61, 62 are the cooling fluid channel 3. To the working fluid flow path 4 (or the opposite direction, that is, the turbine rotor radial direction). The impingement plate 5 is inserted into the grooves 51 and 52, and the seal plate 6 is inserted into the grooves 61 and 62 as indicated by the arrows in FIG.

インピンジプレート5と溝51,52の間、及びシールプレート6と溝61,62の間は、完全に密閉されておらず、微小な間隙(シール間隙71,72)が形成されている。そのため、作動流体と冷却流体の気圧差によって生じる冷却流体の流れは、シールプレート6の周囲に形成されるシール間隙71,72を介して放出流32となって作動流体流路4側に放出されている。ここで、シール間隙71はシールプレート6と溝61の間に形成される間隙であり、シール間隙72はシールプレート6と溝62の間に形成される間隙である。   Between the impingement plate 5 and the grooves 51 and 52 and between the seal plate 6 and the grooves 61 and 62 are not completely sealed, and minute gaps (seal gaps 71 and 72) are formed. Therefore, the flow of the cooling fluid generated by the pressure difference between the working fluid and the cooling fluid becomes a discharge flow 32 through the seal gaps 71 and 72 formed around the seal plate 6 and is released to the working fluid flow path 4 side. ing. Here, the seal gap 71 is a gap formed between the seal plate 6 and the groove 61, and the seal gap 72 is a gap formed between the seal plate 6 and the groove 62.

放出流32は、過度の量が作動流体流路4内に流れ込むと作動流体流路4中の作動流体の流れを乱して効率を低下させる場合があるので、作動流体が冷却流体流路3側に逆流がしない程度の流量に調節されている。また、冷却流体として圧縮機から抽気した空気を利用する一般的なガスタービンでは、むやみに抽気量を増やすと、作動流体の量が減少してしまいガスタービン全体の効率が低下する場合がある。そのため、放出流32の流量はこの観点からも調節されている。   Since the discharge flow 32 may disturb the flow of the working fluid in the working fluid channel 4 and reduce the efficiency when an excessive amount flows into the working fluid channel 4, the working fluid is cooled by the cooling fluid channel 3. The flow rate is adjusted so that there is no back flow. Further, in a general gas turbine that uses air extracted from a compressor as a cooling fluid, if the amount of extraction is increased unnecessarily, the amount of working fluid may decrease and the efficiency of the entire gas turbine may decrease. Therefore, the flow rate of the discharge flow 32 is also adjusted from this viewpoint.

放出流32の流量を上記のように調節するには、インピンジ冷却孔53の数や径を変え、インピンジプレート5とシールプレート6の間に到達する冷却流体の流量を調節して行うと良い。これにより、シールプレート6と溝61,62の間に形成されるシール間隙71,72の大きさをプレート6や溝61,62の表面粗さを変えたり等して調節する手間が軽減されるので、放出流32の流量調節を容易に行うことができる。   In order to adjust the flow rate of the discharge flow 32 as described above, the number and diameter of the impingement cooling holes 53 may be changed and the flow rate of the cooling fluid reaching between the impingement plate 5 and the seal plate 6 may be adjusted. Thereby, the trouble of adjusting the size of the seal gaps 71 and 72 formed between the seal plate 6 and the grooves 61 and 62 by changing the surface roughness of the plate 6 and the grooves 61 and 62 is reduced. Thus, the flow rate of the discharge flow 32 can be easily adjusted.

インピンジプレート5に設けられたインピンジ冷却孔53は、作動流体流路4側にシールプレート6に臨むように設けられた噴出口53aを有している。このような構成により、気圧差で冷却流体流路3から冷却孔53に流れ込んだ冷却流体(圧縮空気)はシールプレート6に向かって吹き出され、噴流31となって衝突してシールプレート6を噴流冷却(インピンジ冷却)する。   The impingement cooling hole 53 provided in the impingement plate 5 has an ejection port 53a provided on the working fluid flow path 4 side so as to face the seal plate 6. With such a configuration, the cooling fluid (compressed air) flowing into the cooling hole 53 from the cooling fluid flow path 3 due to a pressure difference is blown toward the seal plate 6 and collides with the jet 31 to jet the seal plate 6. Cool (impinge cooling).

上記のように構成されるガスタービンのシール装置において、冷却流体流路3中の冷却流体の一部は、間隙10に入り込み、インピンジ冷却孔53を通って噴流31となってシールプレート6と衝突する。このように衝突する際に冷却流体はシールプレート6と熱交換してその冷却ポテンシャルを使用するので、シールプレート6近傍を単に通過して冷却する場合と比較して効率良く冷却することができる。シールプレート6に衝突した冷却流体の一部は、シールプレート6と溝61,62の間に形成されたシール間隙71,72を通過する際に作動流体の逆流防止に適した量に調節され、放出流32となって作動流体流路4中に放出される。   In the gas turbine sealing apparatus configured as described above, a part of the cooling fluid in the cooling fluid flow path 3 enters the gap 10 and becomes a jet 31 through the impingement cooling hole 53 to collide with the seal plate 6. To do. In this collision, the cooling fluid exchanges heat with the seal plate 6 and uses its cooling potential, so that the cooling fluid can be efficiently cooled as compared with the case of simply passing through the vicinity of the seal plate 6 and cooling. A part of the cooling fluid colliding with the seal plate 6 is adjusted to an amount suitable for preventing the backflow of the working fluid when passing through the seal gaps 71 and 72 formed between the seal plate 6 and the grooves 61 and 62. A discharge flow 32 is discharged into the working fluid flow path 4.

次に本実施の形態の効果を説明する。
まず、本実施の形態の効果の理解を容易にするために本実施の形態の比較例を説明する。
Next, the effect of this embodiment will be described.
First, a comparative example of this embodiment will be described in order to facilitate understanding of the effects of this embodiment.

図3は本発明の第1の実施の形態の第1比較例であるガスタービンのシール装置の斜視図である。この図に示すガスタービンのシール装置は、1対の流路構成部材101,102と、流路構成部材101,102の側部に設けられた1組の溝161,162と、溝161,162に架け渡されたシールプレート206を備えたものであり、一般的に連結部のシール装置として用いられているものである。   FIG. 3 is a perspective view of a sealing device for a gas turbine which is a first comparative example of the first embodiment of the present invention. The gas turbine sealing device shown in this figure includes a pair of flow path component members 101 and 102, a pair of grooves 161 and 162 provided on the side of the flow path component members 101 and 102, and grooves 161 and 162. It is provided with a seal plate 206 spanned between the two and is generally used as a sealing device for a connecting portion.

図4は本発明の第1の実施の形態の第2比較例であるガスタービンのシール装置の上面図であり、図5はその斜視図である。なお、先の図と同じ部分には同じ符号を付し、その部分の説明は省略する(後の図も同様とする)。図4及び図5に示すガスタービンのシール装置は、冷却流体が流通する複数のスリット163が設けられ、溝161,162に架け渡されたシールプレート106を備えたものであり、第1比較例のシール装置を冷却性の観点から改良したものである。このシール装置は、スリット163を通過する冷却流体によって連結部付近のフィルム冷却を行っている。   FIG. 4 is a top view of a gas turbine seal device as a second comparative example of the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a perspective view thereof. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the previous figure, and description of the part is abbreviate | omitted (it is the same also in later figures). The gas turbine seal device shown in FIGS. 4 and 5 is provided with a plurality of slits 163 through which a cooling fluid flows, and is provided with a seal plate 106 laid across grooves 161 and 162, which is a first comparative example. The sealing device is improved from the viewpoint of cooling performance. This sealing device cools the film in the vicinity of the connecting portion by the cooling fluid that passes through the slit 163.

しかし、この第2比較例における冷却流体は、スリット163を通過する間しかシールプレート106と熱交換ができないため冷却効率が悪い。また、冷却流体は所有する冷却ポテンシャルを充分使用することができないので、比較的低温度のまま作動流体中に放出されてしまい、作動流体の温度をみだりに下げてしまう場合もある。さらに、スリット163を介して多量の冷却流体が作動流体流路内に容易に流入することができるので、作動流体の流れを乱してしまう場合もあり、いずれもガスタービン全体の効率低下の要因となってしまう。   However, since the cooling fluid in the second comparative example can exchange heat with the seal plate 106 only while passing through the slit 163, the cooling efficiency is poor. Further, since the cooling fluid cannot sufficiently use the cooling potential possessed by the cooling fluid, the cooling fluid may be discharged into the working fluid at a relatively low temperature, and the temperature of the working fluid may be lowered excessively. Furthermore, since a large amount of cooling fluid can easily flow into the working fluid flow path through the slit 163, the flow of the working fluid may be disturbed, both of which are factors in reducing the efficiency of the entire gas turbine. End up.

これに対して、本実施の形態のガスタービンのシール装置は、作動流体流路4側の溝61,62に架け渡されたシールプレート6と、冷却流体流路3側の溝51,52に架け渡され、複数のインピンジ冷却孔53を有するインピンジプレート5を備えている。このように構成したシール装置によれば、インピンジ冷却孔53から噴出される噴流31を利用してシールプレート6を噴流冷却することにより冷却流体の冷却ポテンシャルを充分使用できる。したがって、流路構成部材1,2を効率良く冷却することができるとともに、比較例のように冷却ポテンシャルが高いままの冷却流体を作動流体中に放出して作動流体の温度をみだりに下げることもない。また、シールプレート6の冷却に利用した冷却流体をシールプレート6でシールすることによって作動流体への放出量をできる限り少なく抑えることができるので、冷却流体が作動流体に混合することにより発生する損失(混合損失)を低減させることができる。   On the other hand, the gas turbine seal device of the present embodiment includes a seal plate 6 spanning the grooves 61 and 62 on the working fluid flow path 4 side and grooves 51 and 52 on the cooling fluid flow path 3 side. An impingement plate 5 is provided which has a plurality of impingement cooling holes 53. According to the sealing device configured as described above, the cooling potential of the cooling fluid can be sufficiently used by jet cooling the seal plate 6 using the jet 31 ejected from the impingement cooling hole 53. Therefore, the flow path component members 1 and 2 can be efficiently cooled, and the cooling fluid having a high cooling potential is not released into the working fluid and the temperature of the working fluid is not lowered drastically as in the comparative example. . Further, since the cooling fluid used for cooling the seal plate 6 is sealed by the seal plate 6, the discharge amount to the working fluid can be suppressed as much as possible, so that the loss generated when the cooling fluid is mixed with the working fluid. (Mixing loss) can be reduced.

図6は、図3に示した構造から成る第1比較例と、図4及び図5に示した構造から成る第2比較例と、本発明に係る各実施の形態のシール装置の冷却効果を比較したものである。各シール装置の比較を行う際には、各流体の圧力差を0.2[MPa]、冷却流体の温度を300[℃]、シール間隙を0.2[mm]、インピンジ冷却孔53やスリット163等の直径を1[mm]、孔間隔を10[mm]とした。   6 shows the cooling effect of the first comparative example having the structure shown in FIG. 3, the second comparative example having the structure shown in FIGS. 4 and 5, and the sealing device of each embodiment according to the present invention. It is a comparison. When comparing each sealing device, the pressure difference of each fluid is 0.2 [MPa], the temperature of the cooling fluid is 300 [° C.], the seal gap is 0.2 [mm], the impingement cooling hole 53 and the slit The diameter of 163 etc. was 1 [mm], and the hole interval was 10 [mm].

この図において、「通過する冷却流体の流量」は、シール装置を介して作動流体流路4へ流入する冷却流体の流量を示し、第1比較例の流量を基準として他の場合の流量を表している。また、「シール間隙の熱伝達率」は、冷却流体がシール間隙71,72を流通する際の熱伝達率を示し、「噴流衝突面の熱伝達率」は、インピンジ冷却孔53からの噴流31による熱伝達率を示し、「強制対流冷却の熱伝達率」は、後述する第5及び第6の実施の形態における冷却孔9D、冷却孔13からの強制対流冷却流34による熱伝達率を示す。   In this figure, “the flow rate of the cooling fluid that passes” indicates the flow rate of the cooling fluid that flows into the working fluid flow path 4 via the seal device, and represents the flow rate in other cases with the flow rate of the first comparative example as a reference. ing. The “heat transfer coefficient of the seal gap” indicates the heat transfer coefficient when the cooling fluid flows through the seal gaps 71 and 72, and the “heat transfer coefficient of the jet collision surface” indicates the jet 31 from the impingement cooling hole 53. The “heat transfer coefficient of forced convection cooling” indicates the heat transfer coefficient by the forced convection cooling flow 34 from the cooling hole 9D and the cooling hole 13 in the fifth and sixth embodiments described later. .

この図が示すように、第1比較例ではシール間隙の熱伝達率は937[W/m2/℃]のみであるのに対し、スリット163を追加した第2比較例では第1比較例に対して4.8倍もの冷却流体が作動流体中に放出されている。一方、本実施の形態のシール装置は、第1比較例とほぼ同等の冷却流体の通過流量で、第1比較例とほぼ同等のシール間隙の熱伝達率929[W/m2/℃]に加え、噴流衝突部の熱電伝達率を941[W/m2/℃]にすることができる。   As shown in this figure, in the first comparative example, the heat transfer coefficient of the seal gap is only 937 [W / m 2 / ° C.], whereas in the second comparative example in which the slits 163 are added, the heat transfer coefficient of the seal gap is only 937 [W / m 2 / ° C.]. Thus, 4.8 times as much cooling fluid is released into the working fluid. On the other hand, the sealing device of the present embodiment has a cooling fluid passage flow rate substantially equal to that of the first comparative example, and has a heat transfer coefficient 929 [W / m 2 / ° C.] of the seal gap substantially equal to that of the first comparative example. The thermoelectric conductivity of the jet collision part can be set to 941 [W / m 2 / ° C.].

このように、本実施の形態によれば、優れた冷却効率及びシール性能を同時に発揮することができるので、ガスタービンの効率及び信頼性を向上することができる。また、これにより流路構成部材の連結部に用いるシールプレート6等の部材の材料として耐熱温度の低い安価なものが使用可能となるので、ガスタービンの製造コストを低減することができる。   Thus, according to the present embodiment, excellent cooling efficiency and sealing performance can be exhibited at the same time, so that the efficiency and reliability of the gas turbine can be improved. In addition, this makes it possible to use an inexpensive material having a low heat-resistant temperature as a material for the member such as the seal plate 6 used for the connecting portion of the flow path component member, so that the manufacturing cost of the gas turbine can be reduced.

また、本実施の形態によれば、シールプレート6と溝61,62の間に形成されるシール間隙71,72を介して間隙10から放出される放出流32の流量調節は、インピンジ冷却孔53の数及び径を変更してシールプレート6に衝突する冷却流体の流量を調整することにより容易に行うことができる。したがって、シールプレート6や溝61,62の表面を精密加工することによりシール間隙71,72の寸法を調節して放出流32の流量を調節する手間が低減するので、部品の加工費を削減することもできる。   Further, according to the present embodiment, the flow rate adjustment of the discharge flow 32 discharged from the gap 10 through the seal gaps 71 and 72 formed between the seal plate 6 and the grooves 61 and 62 is performed by the impingement cooling hole 53. This can be easily performed by adjusting the flow rate of the cooling fluid that collides with the seal plate 6 by changing the number and the diameter of the cooling fluid. Therefore, by precisely machining the surfaces of the seal plate 6 and the grooves 61 and 62, the trouble of adjusting the flow rate of the discharge flow 32 by adjusting the dimensions of the seal gaps 71 and 72 is reduced. You can also.

次に本発明の第2の実施の形態を説明する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described.

図7は本発明の第2の実施の形態であるガスタービンのシール装置の断面図であり、図8はその斜視図である。本実施の形態の特徴は、インピンジプレート5とシールプレート6の間に形成される間隙に冷却流体用の屈曲した流路が形成されるように構成した点にある。   FIG. 7 is a sectional view of a gas turbine seal device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a perspective view thereof. A feature of this embodiment is that a bent flow path for cooling fluid is formed in a gap formed between the impingement plate 5 and the seal plate 6.

これらの図に示すガスタービンのシール装置は、突出部21が設けられた側部11を有する流路構成部材1Aと、突出部22が設けられた側部12を有し、この側部12が流路構成部材1Aの側部11と間隙10を介して対向するように配置された流路構成部材2Aを備えている。   The gas turbine sealing device shown in these drawings includes a flow path component 1A having a side portion 11 provided with a protruding portion 21, and a side portion 12 provided with a protruding portion 22, and the side portion 12 is A flow path component 2A is provided so as to face the side portion 11 of the flow path component 1A with a gap 10 therebetween.

突出部21は、側部11の作動流体流路4側の部分が冷却流体流路3側の部分より突出するように設けられた部分であり、突出部22は、側部11の形状とは反対に、側部12の冷却流体流路3側の部分が作動流体流路4側の部分より突出するように設けられた部分である。突出部21とこれに対向する流路構成部材2Aの側部12には、間隙10を介して互いに対向するように、1組の溝61,62が設けられている。また、突出部22とこれに対向する流路構成部材1Aの側部11には、間隙10を介して互いに対向するように、1組の溝51,52が設けられている。溝61,62にはシールプレート6が架け渡されており、溝51,52にはインピンジプレート5が架け渡されている。なお、製造の際の加工容易性という観点からは、突出部21及び突出部22は、図7に示すように、段状に設けることが好ましい。   The protruding portion 21 is a portion provided such that a portion of the side portion 11 on the working fluid flow path 4 side protrudes from a portion on the cooling fluid flow path 3 side, and the protruding portion 22 is the shape of the side portion 11. On the contrary, it is a part provided so that the part by the side of the cooling fluid flow path 3 of the side part 12 may protrude from the part by the side of the working fluid flow path 4. A pair of grooves 61 and 62 are provided on the protruding portion 21 and the side portion 12 of the flow path component 2 </ b> A facing the protruding portion 21 so as to face each other with the gap 10 therebetween. In addition, a pair of grooves 51 and 52 are provided on the protruding portion 22 and the side portion 11 of the flow path component 1 </ b> A facing the protruding portion 22 so as to face each other with the gap 10 therebetween. The seal plate 6 is bridged over the grooves 61 and 62, and the impingement plate 5 is bridged over the grooves 51 and 52. Note that, from the viewpoint of ease of processing during manufacturing, the protruding portion 21 and the protruding portion 22 are preferably provided in a step shape as shown in FIG.

流路構成部材1Aは、隣接して配置された流路構成部材2Aとともに、作動流体流路4と冷却流体流路3を画定している。流路構成部材1Aと流路構成部材2Aは、各突出部21,22が互いにオーバーラップするように配置され、両者の間に形成される間隙10に屈曲した流路を構成している。   The flow path component 1A defines the working fluid flow path 4 and the cooling fluid flow path 3 together with the flow path structure member 2A arranged adjacent to each other. The flow path component 1A and the flow path structure member 2A are arranged so that the protrusions 21 and 22 overlap each other, and form a flow path bent in a gap 10 formed therebetween.

このように屈曲した流路を構成する間隙10は、第1屈曲部15と、第2屈曲部16と、中間流路17を備えている。   The gap 10 constituting the bent flow path includes a first bent portion 15, a second bent portion 16, and an intermediate flow path 17.

第1屈曲部15は、冷却流体通路3側からインピンジプレート5を経た直後に位置する流路で、突出部21の突出形状に合わせて大きく折れ曲がった形状から成っている。第2屈曲部16は、第1屈曲部15の下流側かつシールプレート6の直前に位置する流路で、突出部21の先端部分付近の形状に合わせて作動媒体流路4に向かって再び大きく折れ曲がった形状から成っている。中間流路17は、第1屈曲部15と第2屈曲部16の間に位置する流路で、流路構成部材1A,2Aの側部11,12によって構成されている。   The first bent portion 15 is a flow channel that is located immediately after passing through the impingement plate 5 from the cooling fluid passage 3 side, and has a shape that is greatly bent in accordance with the protruding shape of the protruding portion 21. The second bent portion 16 is a flow channel that is located downstream of the first bent portion 15 and immediately before the seal plate 6, and increases again toward the working medium flow channel 4 in accordance with the shape in the vicinity of the tip portion of the protruding portion 21. It consists of a bent shape. The intermediate flow path 17 is a flow path located between the first bent portion 15 and the second bent portion 16, and is constituted by the side portions 11 and 12 of the flow path constituting members 1A and 2A.

上記のように構成されるガスタービンのシール装置において、冷却流体流路3中の冷却流体の一部は、間隙10に入り込んだ後にインピンジ冷却孔53を通って噴流31となり、第1屈曲部15において流路構成部材1Aの側部11と衝突する。これにより噴流31は側部11を介して流路構成部材1Aを噴流冷却する。   In the gas turbine sealing apparatus configured as described above, a part of the cooling fluid in the cooling fluid flow path 3 enters the gap 10 and then becomes the jet 31 through the impingement cooling hole 53, and the first bent portion 15. At the side of the flow path component 1A. Thereby, the jet 31 cools the flow path component 1 </ b> A via the side portion 11.

流路構成部材1Aを冷却した冷却流体は、続いて中間流路17を流通し、その際に側部11,12を介して流路構成部材1A及び2Aを冷却しながら、第2屈曲部16へ導かれる。第2屈曲部16へ導かれた冷却流体は、第2屈曲部16を通過した後、シールプレート6と溝61,62の間に形成されたシール間隙71,72に導かれる。このシール間隙71,72を通過する際に冷却流体はシールプレート6を冷却し、作動流体の逆流防止に適した量の放出流32となって作動流体流路4中に放出される。   The cooling fluid that has cooled the flow path component 1A then flows through the intermediate flow path 17, and at this time, the second bent portion 16 is cooled while cooling the flow path components 1A and 2A via the side portions 11 and 12. Led to. The cooling fluid guided to the second bent portion 16 passes through the second bent portion 16 and is then guided to seal gaps 71 and 72 formed between the seal plate 6 and the grooves 61 and 62. When passing through the seal gaps 71, 72, the cooling fluid cools the seal plate 6 and is discharged into the working fluid flow path 4 as a discharge flow 32 in an amount suitable for preventing the backflow of the working fluid.

本実施の形態によれば、図6の表が示すように、第1の実施の形態と同等の冷却流体の通過流量と噴流衝突面の熱伝達率を得ることができる。しかし、本実施の形態は、上記のように、作動流体と直接接触している流路構成部材1Aを噴流31によって直接冷却することができるので、冷却流体による冷却効率を第1の実施の形態より向上させることができる。特に、作動流体の流れが流路構成部材1Aから流路構成部材2Aの方向へ流れている場合には、構成部材1Aのエッジ部は熱負荷が高くなるため、流路構成部材1Aの突出部21を作動流体流路4側に配置する上記のような構造にすることが好ましい。また、冷却流体は中間流路17を通過しながら流路構成部材1A,2Aを冷却することができるので、冷却効率は更に向上する。   According to the present embodiment, as shown in the table of FIG. 6, it is possible to obtain the cooling fluid passage flow rate and the heat transfer coefficient of the jet collision surface equivalent to those of the first embodiment. However, in the present embodiment, as described above, the flow path component 1A that is in direct contact with the working fluid can be directly cooled by the jet 31. Therefore, the cooling efficiency by the cooling fluid is improved by the first embodiment. It can be improved further. In particular, when the flow of the working fluid flows in the direction from the flow path component 1A to the flow path component 2A, the edge portion of the component member 1A has a high thermal load. It is preferable to have the above structure in which 21 is arranged on the working fluid flow path 4 side. Moreover, since the cooling fluid can cool the flow path component members 1A and 2A while passing through the intermediate flow path 17, the cooling efficiency is further improved.

このように、本実施の形態によれば、上記の第1の実施の形態と比較して優れた冷却効率を発揮することができるので、ガスタービンの効率及び信頼性を更に向上することができる。   As described above, according to the present embodiment, the cooling efficiency superior to that of the first embodiment can be exhibited, so that the efficiency and reliability of the gas turbine can be further improved. .

ここで、本実施の形態のシール装置をガスタービンに適用する場合について説明する。   Here, the case where the sealing apparatus of this Embodiment is applied to a gas turbine is demonstrated.

図9は本実施の形態を適用したガスタービンの部分断面図であり、図10は図9中のA−A平面における第1段静翼111の部分断面図である。   FIG. 9 is a partial cross-sectional view of a gas turbine to which the present embodiment is applied, and FIG. 10 is a partial cross-sectional view of the first stage stationary blade 111 on the plane AA in FIG.

図9に示すガスタービンは、第1段静翼111と、第1段動翼112と、第2段静翼113と、シュラウド114と、ケーシング115と、トラジッションピース116を備えている。第1段静翼111のタービンロータ径方向外側には外周側エンドウォール117が設けられており、第1段静翼111のタービンロータ径方向内側には内周側エンドウォール118が設けられている。図3中の矢印120は作動流体流路(上記の作動流体流路4に相当)における作動流体の流れを示している。また、図中の符号121,122,123,124が示す部分は圧縮機吐出空気が流通する冷却流体流路(上記の冷却流体流路3に相当)となっている。   The gas turbine shown in FIG. 9 includes a first stage stationary blade 111, a first stage moving blade 112, a second stage stationary blade 113, a shroud 114, a casing 115, and a transition piece 116. An outer peripheral end wall 117 is provided on the outer side in the turbine rotor radial direction of the first stage stationary blade 111, and an inner peripheral side end wall 118 is provided on the inner side in the turbine rotor radial direction of the first stage stationary blade 111. An arrow 120 in FIG. 3 indicates the flow of the working fluid in the working fluid channel (corresponding to the working fluid channel 4 described above). Moreover, the part which the code | symbol 121,122,123,124 shows in a figure becomes the cooling fluid flow path (equivalent to said cooling fluid flow path 3) through which compressor discharge air distribute | circulates.

このようなガスタービンにおける本実施の形態のシール装置の適用箇所としては、まず、流路構成部材がタービンロータ軸方向に沿って連結されている部分がある。この具体例としては、図9に示すように、トラジッションピース116と第1段静翼111の外周側エンドウォール117の連結部や、トラジッションピース116と第1段静翼111の内周側エンドウォール118の連結部がある。流路構成部材は、このような連結部において、インピンジプレート5とシールプレート6によって連結されている。   As an application location of the sealing device of the present embodiment in such a gas turbine, first, there is a portion where flow path component members are connected along the turbine rotor axial direction. As a specific example, as shown in FIG. 9, the connection part of the transition piece 116 and the outer peripheral side end wall 117 of the first stage stationary blade 111, or the inner peripheral side end wall of the transition piece 116 and the first stage stationary blade 111. There are 118 connections. The flow path component is connected by the impingement plate 5 and the seal plate 6 at such a connecting portion.

また、他の適用箇所としては、流路構成部材がタービンロータ周方向に沿って連結されている部分がある。その具体例としては、図10に示すように、第1段静翼111の構成単位である第1段静翼セグメント(以下、セグメントとする)130の連結部がある。   Moreover, as another application location, there exists a part by which the flow-path structural member is connected along the turbine rotor circumferential direction. As a specific example, as shown in FIG. 10, there is a connecting portion of a first stage stationary blade segment (hereinafter referred to as a segment) 130 which is a structural unit of the first stage stationary blade 111.

図10において、セグメント130は、タービンロータの周方向に沿って複数連結して環状流路を構成する部材であり、ケーシング115に環状に固定されている。セグメント130は、エッジ部131と、インピンジプレート119を有している。   In FIG. 10, a plurality of segments 130 are members that form an annular flow path by being connected together along the circumferential direction of the turbine rotor, and are fixed to the casing 115 in an annular shape. The segment 130 has an edge portion 131 and an impingement plate 119.

エッジ部131は、隣接する他のセグメント130との連結部となるところで、突出部132を有している。エッジ部131にはインピンジプレート5及びシールプレート6が架け渡される溝が設けられており、隣接するセグメント130同士はこのインピンジプレート5及びシールプレート6によって連結されている。突出部132は、エッジ部131の冷却流体流路側に設けられた部分であり、冷却流体流路側に向かって突出している。   The edge portion 131 has a protruding portion 132 where it becomes a connecting portion with another adjacent segment 130. The edge portion 131 is provided with a groove that spans the impingement plate 5 and the seal plate 6, and the adjacent segments 130 are connected to each other by the impingement plate 5 and the seal plate 6. The protruding portion 132 is a portion provided on the cooling fluid channel side of the edge portion 131 and protrudes toward the cooling fluid channel side.

インピンジプレート119は、同一のセグメント130におけるエッジ部131の突出部132に架け渡して溶接等で固定された部材であり、複数の貫通孔(図示せず)が設けられている。インピンジプレート119は、エッジ部131の突出部132が突出する分だけエンドウォール117,118と間隔を介して配されており、貫通孔を通過する冷却流体によってエンドウォール117,118を噴流冷却している。   The impingement plate 119 is a member that is bridged around the protruding portion 132 of the edge portion 131 in the same segment 130 and fixed by welding or the like, and is provided with a plurality of through holes (not shown). The impingement plate 119 is disposed at a distance from the end walls 117 and 118 by an amount corresponding to the protruding portion 132 of the edge portion 131. The impingement plate 119 jets and cools the end walls 117 and 118 by the cooling fluid passing through the through holes. Yes.

なお図10に示したセグメント130は、1セグメント当たり2枚の翼を有するもの(二連翼)であるが、本実施の形態のシール装置は、これと異なる枚数の翼を有するセグメントにも適用することができる。また、第2段静翼113や、シュラウド114のセグメントの連結部等にも勿論適用することができる。   The segment 130 shown in FIG. 10 has two blades per segment (double blades), but the sealing device of the present embodiment is also applicable to a segment having a different number of blades. can do. Of course, the present invention can also be applied to the second stage stationary blade 113, the connecting portion of the shroud 114 segment, and the like.

上記のように、ガスタービンの流路構成部材の連結部分に本実施の形態のシール装置を適用すれば、従来は冷却が困難であった流路構成部材の連結部を噴流冷却することができるとともに、冷却流体の作動流体への放出量をできる限り少なく抑えることができる。   As described above, if the sealing device of the present embodiment is applied to the connection portion of the flow path component of the gas turbine, the connection portion of the flow path component that has been difficult to cool can be jet-cooled. At the same time, the discharge amount of the cooling fluid to the working fluid can be minimized.

なお、上記のようなガスタービンの箇所に適用することができるのは、上記の第2の実施の形態のシール装置のみに限られない。即ち、先の第1の実施の形態のシール装置や、後の各実施の形態のシール装置も適用可能であることは言うまでもない。   In addition, what can be applied to the location of the gas turbine as described above is not limited to the sealing device of the second embodiment. That is, it goes without saying that the sealing device of the first embodiment and the sealing device of each of the following embodiments are also applicable.

次に本発明の第3の実施の形態を説明する。   Next, a third embodiment of the present invention will be described.

図11は本発明の第3の実施の形態であるガスタービンのシール装置の断面図であり、図12はその斜視図である。本実施の形態の特徴は、上記の第2の実施の形態の流路構成部材1Aの噴流31が衝突する面に凹部(後述)を設けた点にある。   FIG. 11 is a cross-sectional view of a gas turbine seal device according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a perspective view thereof. The feature of this embodiment is that a recess (described later) is provided on the surface of the flow path constituting member 1A of the second embodiment on which the jet 31 collides.

これらの図に示すガスタービンのシール装置における流路構成部材1Bは、インピンジプレート5のインピンジ冷却孔53から噴出される噴流31が直接衝突する面を作動流体流路4側に向かって後退させて設けた凹部(冷却キャビティ)8を有している。他の部分は第2の実施の形態と同じである。   The flow path component 1B in the gas turbine seal device shown in these drawings is such that the surface of the impingement plate 5 on which the jet 31 ejected from the impingement cooling hole 53 directly collides is retracted toward the working fluid flow path 4 side. A provided recess (cooling cavity) 8 is provided. Other parts are the same as those of the second embodiment.

凹部8を形成するために作動流体流路4側に後退させた面は、インピンジ冷却孔53の噴出口に臨むように配置されており、インピンジ冷却孔53からの噴流31が直接衝突するようになっている。   The surface retreated to the working fluid flow path 4 side to form the recess 8 is disposed so as to face the ejection port of the impingement cooling hole 53 so that the jet 31 from the impingement cooling hole 53 directly collides with it. It has become.

凹部8から作動流体流路4までの部材の厚みは、溝61,62のプレート6保持機能等も考慮して、部材の強度が許す限りできるだけ薄く形成すると良い。これは、一般に、被冷却体の表面を一定温度に保つために内側から冷却する場合には、被冷却体の厚みは強度の許す限り薄い方が冷却効率が良いからである。したがって、このように凹部8をできるだけ薄肉化すると、作動媒体との接触面に近い部分を直接冷却することができるので、より効果的に流路構成部材1Bを冷却することができる。   The thickness of the member from the recess 8 to the working fluid flow path 4 is preferably as thin as possible as long as the strength of the member allows, taking into account the plate 6 holding function of the grooves 61 and 62 and the like. This is because, in general, when cooling from the inside in order to keep the surface of the object to be cooled at a constant temperature, the thinner the object to be cooled, the better the cooling efficiency. Therefore, when the concave portion 8 is made as thin as possible in this way, the portion close to the contact surface with the working medium can be directly cooled, so that the flow path component 1B can be more effectively cooled.

このように構成される本実施の形態によっても、図6の表が示すように、第1の実施の形態と同等の冷却流体の通過流量と噴流衝突面の熱伝達率を得ることができる。しかし、本実施の形態は、上記のように、インピンジ冷却孔53からの噴流31を第2の実施の形態の場合と比較して作動流体流路4により近い部分に噴射することができるので、第2の実施の形態と比較して更に効果的に流路構成部材1Bを冷却することができる。   Also according to the present embodiment configured as described above, as shown in the table of FIG. 6, it is possible to obtain the cooling fluid passage flow rate and the heat transfer coefficient of the jet collision surface equivalent to those of the first embodiment. However, in the present embodiment, as described above, the jet 31 from the impingement cooling hole 53 can be injected to a portion closer to the working fluid flow path 4 compared to the case of the second embodiment. Compared with the second embodiment, the flow path component 1B can be more effectively cooled.

このように本実施の形態によれば、第2の実施の形態と比較して優れた冷却効率を発揮することができるので、ガスタービンの効率及び信頼性を更に向上することができる。   As described above, according to the present embodiment, the cooling efficiency superior to that of the second embodiment can be exhibited, so that the efficiency and reliability of the gas turbine can be further improved.

次に本発明の第4の実施の形態を説明する。   Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.

図13は本発明の第4の実施の形態であるガスタービンのシール装置の断面図であり、図14はその斜視図である。本実施の形態の特徴は、上記の第3の実施の形態の流路構成部材1Bの凹部8に作動流体流路4に繋がるフィルム冷却孔を設けた点にある。   FIG. 13 is a sectional view of a gas turbine seal device according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 14 is a perspective view thereof. The feature of this embodiment is that a film cooling hole connected to the working fluid flow path 4 is provided in the recess 8 of the flow path constituting member 1B of the third embodiment.

これらの図に示すガスタービンのシール装置において、流路構成部材1Cは複数のフィルム冷却孔9を備えている。フィルム冷却孔9は、間隙10のうちインピンジプレート5及びシールプレート6に挟まれた部分に設けられた流入口91と、作動流体流路4に面して設けられた噴出口92を有している。本実施の形態における流入口91は凹部8の一部に設けられている。なお、他の部分は第3の実施の形態と同じである。   In the gas turbine sealing device shown in these drawings, the flow path component 1 </ b> C includes a plurality of film cooling holes 9. The film cooling hole 9 has an inlet 91 provided in a portion of the gap 10 sandwiched between the impingement plate 5 and the seal plate 6, and an outlet 92 provided facing the working fluid flow path 4. Yes. Inflow port 91 in the present embodiment is provided in a part of recess 8. Other parts are the same as those of the third embodiment.

フィルム冷却孔9は、流入口91から噴出口92まで作動流体流路4に対して斜めに貫通する孔であり、間隙10内に流入した冷却流体をフィルム冷却流33として流路構成部材1Cの表面上に噴出している。このように噴出されるフィルム冷却流33は、流路構成部材1Cの表面を覆って、流路構成部材1Cの温度上昇を抑制する(フィルム冷却)。   The film cooling hole 9 is a hole that obliquely penetrates the working fluid flow path 4 from the inlet 91 to the jet outlet 92, and the cooling fluid that has flowed into the gap 10 is used as the film cooling flow 33 of the flow path component 1C. Spouts on the surface. The film cooling flow 33 ejected in this way covers the surface of the flow path component 1C and suppresses the temperature rise of the flow path component 1C (film cooling).

フィルム冷却孔9は、その方向(即ち、流入口91に対して噴出口92が設けられている方向)が、作動流体流路4内の作動流体の流通方向(より正確には、噴出口92における作動流体の進行方向)に倣うように傾斜して設けると良い。このようにすれば、作動流体の流通方向に沿ったフィルム冷却流33を噴出できるので、冷却流体が作動流体と混合する際に発生する損失(混合損失)を低減することができる。また、流入口91はインピンジ冷却孔53の軸心から外れた位置に設けることが好ましい。このように設けると、噴流31が側部11に衝突しないままフィルム冷却孔9に流入することが避けられるので、噴流冷却による冷却効率を保持することができる。   The direction of the film cooling hole 9 (that is, the direction in which the ejection port 92 is provided with respect to the inflow port 91) is the flow direction of the working fluid in the working fluid flow path 4 (more precisely, the ejection port 92. It is preferable to provide it with an inclination so as to follow the traveling direction of the working fluid in FIG. In this way, since the film cooling flow 33 can be ejected along the flow direction of the working fluid, loss (mixing loss) that occurs when the cooling fluid is mixed with the working fluid can be reduced. In addition, the inlet 91 is preferably provided at a position off the axis of the impingement cooling hole 53. By providing in this way, the jet 31 can be prevented from flowing into the film cooling hole 9 without colliding with the side portion 11, so that the cooling efficiency by jet cooling can be maintained.

このように構成した本実施の形態によれば、流路構成部材1Cをフィルム冷却することができるので、第3の実施の形態と比較して流路構成部材1Cの熱負荷を低減することができる。したがって、ガスタービンの効率及び信頼性を更に向上することができる。   According to the present embodiment configured as described above, the flow path component 1C can be film-cooled, so that the thermal load on the flow path component 1C can be reduced as compared with the third embodiment. it can. Therefore, the efficiency and reliability of the gas turbine can be further improved.

また、図6の表が示すように、本実施の形態では、第1比較例に対して、3.2倍の冷却流体が作動流体中に放出されるが、インピンジ冷却孔53を通過する冷却流体の流量が増加することにより、噴流衝突面の熱伝達率は2366[W/m2/℃]と大幅に向上させることができる。また、冷却流体の通過流量は、第2比較例と比較すると少ない流量に抑えることができる。   Further, as shown in the table of FIG. 6, in the present embodiment, 3.2 times as much cooling fluid is discharged into the working fluid as compared to the first comparative example, but cooling that passes through the impingement cooling holes 53. By increasing the flow rate of the fluid, the heat transfer coefficient of the jet collision surface can be significantly improved to 2366 [W / m 2 / ° C.]. Further, the flow rate of the cooling fluid can be suppressed to a small flow rate as compared with the second comparative example.

なお、本実施の形態の説明では第3の実施の形態にフィルム冷却孔9を設けた場合を例に挙げたが、本発明は、これのみに限らず、例えば第2の実施の形態のシール装置にも勿論適用することができる。   In the description of the present embodiment, the case where the film cooling hole 9 is provided in the third embodiment has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and for example, the seal of the second embodiment. Of course, it can also be applied to the apparatus.

次に本発明の第5の実施の形態を説明する。   Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.

図15は本発明の第5の実施の形態であるガスタービンのシール装置の断面図であり、図16はその斜視図である。本実施の形態の特徴は、第4の実施の形態におけるフィルム冷却孔9の噴出口92が間隙10の出口に設けられている点にあり、第4の実施の形態を変形させたものである。   FIG. 15 is a cross-sectional view of a gas turbine seal device according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 16 is a perspective view thereof. The feature of the present embodiment is that the jet outlet 92 of the film cooling hole 9 in the fourth embodiment is provided at the outlet of the gap 10 and is a modification of the fourth embodiment. .

これらの図に示すガスタービンのシール装置において、流路構成部材1Dは、間隙10の出口に設けられた噴出口92Dを有する冷却孔9Dを備えている。他の部分は第4の実施の形態と同じである。   In the gas turbine sealing device shown in these drawings, the flow path component 1D is provided with a cooling hole 9D having a jet 92D provided at the outlet of the gap 10. Other parts are the same as those of the fourth embodiment.

噴出口92Dは、間隙10を流通してきた冷却流体が作動流体流路4に放出される出口部分に設けられており、流入口91とともに斜めの貫通孔である冷却孔9Dを構成している。また、噴出口92Dが第4の実施の形態の噴出口92と比較して間隙10側に設けられているので、冷却孔9Dの長さは第4の実施の形態フィルム冷却孔9より長くなっている。   The ejection port 92 </ b> D is provided at an outlet portion where the cooling fluid flowing through the gap 10 is discharged to the working fluid flow path 4, and configures a cooling hole 9 </ b> D that is an oblique through hole together with the inflow port 91. Further, since the jet outlet 92D is provided on the gap 10 side as compared with the jet outlet 92 of the fourth embodiment, the length of the cooling hole 9D is longer than that of the film cooling hole 9 of the fourth embodiment. ing.

このように構成される本実施の形態において、冷却孔9Dを流通してきた冷却流体は、強制対流冷却流34となって、間隙10の出口において放出流32に対して噴出され、放出流32の放出方向を流路構成部材2Aの方へ変更させる。このように放出方向を変更された放出流32は流路構成部材2Aの表面を覆ってフィルム冷却流として作用するので、流路構成部材2Aの温度上昇が抑制される。また、冷却孔9Dは流路構成部材1D内の作動流体流路4に近いところを通過する相対的に長い貫通孔なので、第4の実施の形態の場合よりも流路構成部材1Dを効果的に冷却することができる。   In the present embodiment configured as described above, the cooling fluid that has flowed through the cooling hole 9 </ b> D becomes a forced convection cooling flow 34, and is ejected from the discharge flow 32 at the outlet of the gap 10. The discharge direction is changed toward the flow path component 2A. Since the discharge flow 32 whose discharge direction is changed in this way covers the surface of the flow path component 2A and acts as a film cooling flow, the temperature rise of the flow path component 2A is suppressed. Further, since the cooling hole 9D is a relatively long through-hole that passes through a portion close to the working fluid flow path 4 in the flow path constituting member 1D, the flow path constituting member 1D is more effective than the case of the fourth embodiment. Can be cooled to.

また、図6の表が示すように、本実施の形態によれば、第4の実施の形態と同等の噴流衝突面の熱伝達率が得られるとともに、冷却孔9Dを通過する強制対流冷却流34により6343[W/m2/℃]の熱伝達率を得ることができる。   As shown in the table of FIG. 6, according to the present embodiment, the heat transfer coefficient of the jet collision surface equivalent to that of the fourth embodiment can be obtained, and the forced convection cooling flow passing through the cooling hole 9D. 34, a heat transfer coefficient of 6343 [W / m 2 / ° C.] can be obtained.

このように本実施の形態によれば、流路構成部材2Aをフィルム冷却することができるので流路構成部材2Aの熱負荷を低減することができるとともに、冷却孔9Dを通過する冷却流体によって流路構成部材1Aの熱負荷を低減することができる。したがって、第3の実施の形態よりもガスタービンの効率及び信頼性を向上することができる。   As described above, according to the present embodiment, since the flow path component 2A can be film-cooled, the thermal load on the flow path component 2A can be reduced, and the flow of fluid can be reduced by the cooling fluid passing through the cooling holes 9D. It is possible to reduce the thermal load on the path constituent member 1A. Therefore, the efficiency and reliability of the gas turbine can be improved as compared with the third embodiment.

なお、冷却孔9Dは、作動流体の流通方向に沿った強制対流冷却流34を噴出するために、第4の実施の形態のフィルム冷却孔9同様、作動流体流路4内の作動流体の流通方向に倣うように傾斜して設けると良い。また、流入口91はインピンジ冷却孔53の軸心から外れた位置に設けることが好ましい。   In addition, since the cooling hole 9D ejects the forced convection cooling flow 34 along the flow direction of the working fluid, the flow of the working fluid in the working fluid flow path 4 is the same as the film cooling hole 9 of the fourth embodiment. It is good to provide it so as to follow the direction. In addition, the inlet 91 is preferably provided at a position off the axis of the impingement cooling hole 53.

本実施の形態の説明では第3の実施の形態に冷却孔9Dを設けた場合を例に挙げたが、本発明は、これのみに限らず、例えば第2の実施の形態のシール装置にも勿論適用することができる。   In the description of the present embodiment, the case where the cooling hole 9D is provided in the third embodiment has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and for example, the sealing device of the second embodiment is also provided. Of course, it can be applied.

次に本発明の第6の実施の形態を説明する。   Next, a sixth embodiment of the present invention will be described.

図17は本発明の第6の実施の形態であるガスタービンのシール装置の断面図であり、図18はその斜視図である。本実施の形態の特徴は、上記の第3の実施の形態の流路構成部材1Bの凹部8に間隙10に繋がるインピンジ冷却孔を設けた点にある。   FIG. 17 is a sectional view of a gas turbine seal device according to a sixth embodiment of the present invention, and FIG. 18 is a perspective view thereof. The feature of this embodiment is that an impingement cooling hole connected to the gap 10 is provided in the recess 8 of the flow path component 1B of the third embodiment.

これらの図に示すガスタービンのシール装置における流路構成部材1Eは、流入孔93から噴出口94まで貫通する複数の冷却孔13を備えている。流入口93は、間隙10のうちインピンジプレート5及びシールプレート6に挟まれた部分に設けられている。噴出口94は、間隙10のうちシールプレート6から作動流体流路4側に位置する部分に設けられているとともに、流路構成部材2Aの側部12と対向するように側部11に設けられている。他の部分は第3の実施の形態と同じである。   The flow path component 1E in the gas turbine seal device shown in these drawings includes a plurality of cooling holes 13 penetrating from the inflow hole 93 to the jet port 94. The inflow port 93 is provided in a portion of the gap 10 sandwiched between the impingement plate 5 and the seal plate 6. The jet port 94 is provided in a portion of the gap 10 located on the working fluid flow path 4 side from the seal plate 6 and is provided in the side part 11 so as to face the side part 12 of the flow path component 2A. ing. Other parts are the same as those of the third embodiment.

本実施の形態において放出流32の流量を調節するには、インピンジ冷却孔53及び冷却孔13の数及び径と、シール間隙71,72の寸法などを調節すればよい。この場合、上記の各実施の形態同様、冷却孔13,インピンジ冷却孔53の数及び径の変更で足りれば容易に流量調節することができる。   In order to adjust the flow rate of the discharge flow 32 in the present embodiment, the number and diameter of the impingement cooling holes 53 and the cooling holes 13 and the dimensions of the seal gaps 71 and 72 may be adjusted. In this case, the flow rate can be easily adjusted if it is sufficient to change the number and diameter of the cooling holes 13 and impingement cooling holes 53 as in the above embodiments.

このように構成される本実施の形態のシール装置において、インピンジプレート5を介して間隙10内に流入した冷却流体は冷却孔13に導入される。冷却孔13に導入された冷却流体は流路構成部材1Eを冷却しながら噴出口94へ導かれ、流路構成部材2Aの側部12に強制対流冷却流34となって衝突する。これにより強制対流冷却流34は側部12を介して流路構成部材2Aを噴流冷却する。   In the sealing device of the present embodiment configured as described above, the cooling fluid flowing into the gap 10 via the impingement plate 5 is introduced into the cooling hole 13. The cooling fluid introduced into the cooling hole 13 is guided to the jet outlet 94 while cooling the flow path component 1E, and collides with the side portion 12 of the flow path component 2A as a forced convection cooling flow 34. As a result, the forced convection cooling flow 34 jet-cools the flow path component 2 </ b> A via the side portion 12.

本実施の形態によれば、第3の実施の形態で得られる効果に加え、図6の表が示すように、第5の実施の形態と同等の噴流衝突面の熱伝達率と強制対流冷却の熱伝達率を得ることができる。そして、更に、強制対流冷却流34によって流路構成部材2Aを直接冷却することができるので、流路構成部材2Aの熱負荷を効果的に低減することができる。このように、本実施の形態によっても、ガスタービンの効率及び信頼性を向上することができる。   According to the present embodiment, in addition to the effects obtained in the third embodiment, as shown in the table of FIG. 6, the heat transfer coefficient and forced convection cooling of the jet collision surface equivalent to the fifth embodiment are shown. The heat transfer coefficient can be obtained. Furthermore, since the flow path component 2A can be directly cooled by the forced convection cooling flow 34, the thermal load on the flow path component 2A can be effectively reduced. Thus, the efficiency and reliability of the gas turbine can also be improved by this embodiment.

なお、本実施の形態の説明には第3の実施の形態に冷却孔13を設けた場合を例に挙げたが、本発明は、これのみに限らず、例えば第2の実施の形態のシール装置にも勿論適用することができる。   In the description of the present embodiment, the case where the cooling hole 13 is provided in the third embodiment has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, for example, the seal of the second embodiment. Of course, it can also be applied to the apparatus.

なお、以上の各実施の形態では、冷却流体として圧縮空気を例に挙げて説明してきたが、空気以外の冷却流体としては、作動流体の圧力に応じて適宜加圧した蒸気、窒素等も利用することができる。   In each of the above embodiments, compressed air has been described as an example of the cooling fluid. However, as the cooling fluid other than air, steam, nitrogen, or the like that is appropriately pressurized according to the pressure of the working fluid is also used. can do.

本発明の第1の実施の形態であるガスタービンのシール装置の断面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Sectional drawing of the sealing apparatus of the gas turbine which is the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態であるガスタービンのシール装置の斜視図。The perspective view of the sealing apparatus of the gas turbine which is the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態の第1比較例であるガスタービンのシール装置の斜視図。The perspective view of the sealing apparatus of the gas turbine which is the 1st comparative example of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態の第2比較例であるガスタービンのシール装置の上面図。The top view of the sealing apparatus of the gas turbine which is the 2nd comparative example of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態の第2比較例であるガスタービンのシール装置の斜視図。The perspective view of the sealing apparatus of the gas turbine which is the 2nd comparative example of the 1st Embodiment of this invention. 第1比較例、第2比較例、及び本発明に係る各実施の形態のシール装置の冷却効果の比較表。The comparison table of the cooling effect of the sealing device of each embodiment concerning the 1st comparative example, the 2nd comparative example, and the present invention. 本発明の第2の実施の形態であるガスタービンのシール装置の断面図。Sectional drawing of the sealing apparatus of the gas turbine which is the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態であるガスタービンのシール装置の斜視図。The perspective view of the sealing apparatus of the gas turbine which is the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態であるガスタービンのシール装置を適用したガスタービンの部分断面図。The fragmentary sectional view of the gas turbine to which the sealing apparatus of the gas turbine which is the 2nd Embodiment of this invention is applied. 図9中のA−A平面における第1段静翼111の部分断面図。FIG. 10 is a partial cross-sectional view of the first stage stationary blade 111 in the AA plane in FIG. 9. 本発明の第3の実施の形態であるガスタービンのシール装置の断面図。Sectional drawing of the sealing apparatus of the gas turbine which is the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態であるガスタービンのシール装置の斜視図。The perspective view of the sealing apparatus of the gas turbine which is the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態であるガスタービンのシール装置の断面図。Sectional drawing of the sealing apparatus of the gas turbine which is the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態であるガスタービンのシール装置の斜視図。The perspective view of the sealing apparatus of the gas turbine which is the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態であるガスタービンのシール装置の断面図。Sectional drawing of the sealing apparatus of the gas turbine which is the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態であるガスタービンのシール装置の斜視図。The perspective view of the sealing apparatus of the gas turbine which is the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施の形態であるガスタービンのシール装置の断面図。Sectional drawing of the sealing apparatus of the gas turbine which is the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施の形態であるガスタービンのシール装置の斜視図。The perspective view of the sealing apparatus of the gas turbine which is the 6th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 流路構成部材
2 流路構成部材
3 冷却流体流路
4 作動流体流路
5 インピンジプレート
6 シールプレート
8 凹部
9 フィルム冷却孔
10 間隙
11 側部
12 側部
13 冷却孔
21 突出部
22 突出部
31 噴流
32 放出流
33 フィルム冷却流
34 強制対流冷却流
51 溝(インピンジプレート用)
52 溝(インピンジプレート用)
53 インピンジ冷却孔
61 溝(インピンジプレート用)
62 溝(インピンジプレート用)
91 流入口
92 噴出口
93 流入口
94 噴出口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flow path structural member 2 Flow path structural member 3 Cooling fluid flow path 4 Working fluid flow path 5 Impingement plate 6 Seal plate 8 Recess 9 Film cooling hole 10 Gap 11 Side part 12 Side part 13 Cooling hole 21 Protrusion part 22 Protrusion part 31 Jet 32 Discharge 33 Film cooling 34 Forced convection cooling 51 Groove (for impingement plate)
52 Groove (for impingement plate)
53 Impingement cooling hole 61 Groove (for impingement plate)
62 Groove (for impingement plate)
91 Inlet 92 Outlet 93 Inlet 94 Outlet

Claims (8)

間隙を介して互いの側部が対向するように配置され、作動流体の流路と冷却流体の流路を画定する1対の流路構成部材と、
前記間隙を介して互いに対向するように前記1対の流路構成部材の側部にそれぞれ設けられた2組の溝と、
この2組の溝のうち前記作動流体の流路側の溝に架け渡されたプレートと、
前記2組の溝のうち前記冷却流体の流路側の溝に架け渡され、前記間隙の位置に設けられた複数の冷却孔を有する他のプレートとを備えることを特徴とするガスタービンのシール装置。
A pair of flow path components that are disposed so that their sides oppose each other via a gap, and that define a flow path for working fluid and a flow path for cooling fluid;
Two sets of grooves respectively provided on the side portions of the pair of flow path component members so as to face each other with the gap therebetween;
Of these two sets of grooves, a plate spanned in the groove on the flow path side of the working fluid;
A gas turbine seal device comprising: another plate having a plurality of cooling holes provided at a position of the gap, spanning a groove on the cooling fluid flow path side of the two sets of grooves. .
作動流体の流路と冷却流体の流路を画定し、前記作動流体の流路側の部分が前記冷却流体の流路側の部分より突出した形状から成る側部を有する流路構成部材と、
この流路構成部材の側部の形状とは反対に前記冷却流体側の流路側の部分が前記作動流体の流路側の部分より突出した形状から成る側部を有し、この側部が前記流路構成部材の側部と間隙を介して対向するように配置され、前記流路構成部材とともに前記作動流体の流路と前記冷却流体の流路を画定する他の流路構成部材と、
前記流路構成部材の側部における突出した部分とこれに対向する前記他の流路構成部材の側部に前記間隙を介して互いに対向するように設けられた1組の溝と、
前記他の流路構成部材の側部における突出した部分とこれに対向する前記流路構成部材の側部に前記間隙を介して互いに対向するように設けられた他の1組の溝と、
前記1組の溝に架け渡されたプレートと、
前記他の1組の溝に架け渡され、前記間隙の位置に設けられた複数の第1冷却孔を有する他のプレートとを備えることを特徴とするガスタービンのシール装置。
A flow path component that defines a flow path for the working fluid and a flow path for the cooling fluid, and has a side portion having a shape in which a portion on the flow path side of the working fluid protrudes from a portion on the flow path side of the cooling fluid;
Contrary to the shape of the side portion of the flow path component, the flow path side portion on the cooling fluid side has a side portion that protrudes from the flow path side portion of the working fluid. Another flow path component that is disposed to face the side of the path structure member with a gap therebetween and defines the flow path of the working fluid and the flow path of the cooling fluid together with the flow path structure member;
A set of grooves provided so as to face each other through the gap on the protruding part in the side part of the flow path component member and the side part of the other flow path component member opposed to the side part;
Another set of grooves provided on the side portion of the other flow path component member and the side portion of the flow path component member facing the other portion so as to be opposed to each other via the gap;
A plate spanning the set of grooves;
A gas turbine seal device comprising: another plate having a plurality of first cooling holes provided in a position of the gap, spanning the other set of grooves.
請求項2記載のガスタービンのシール装置において、
前記流路構成部材は前記他のプレートの複数の第1冷却孔から噴出される冷却流体が直接衝突する面を前記作動流体の流路側に向かって後退させて設けた凹部を有することを特徴とするガスタービンのシール装置。
The gas turbine seal device according to claim 2,
The flow path component has a recess provided by retreating a surface on which a cooling fluid ejected from a plurality of first cooling holes of the other plate directly collides toward the flow path side of the working fluid. Gas turbine sealing device.
請求項2記載のガスタービンのシール装置において、
前記流路構成部材は、前記側部の前記2つのプレートに挟まれた部分に設けられた流入口から、前記作動流体の流路に面して設けられた噴出口まで斜めに貫通するように設けられた複数の第2冷却孔を備えることを特徴とするガスタービンのシール装置。
The gas turbine seal device according to claim 2,
The flow path component member obliquely penetrates from an inlet provided in a portion sandwiched between the two plates on the side portion to an outlet provided facing the flow path of the working fluid. A gas turbine seal device comprising a plurality of second cooling holes provided.
請求項4記載のガスタービンのシール装置において、
前記複数の第2冷却孔の噴出口は前記間隙の出口に設けられていることを特徴とするガスタービンのシール装置。
The sealing device for a gas turbine according to claim 4,
The gas turbine sealing device according to claim 1, wherein the plurality of second cooling holes are provided at outlets of the gap.
請求項4記載のガスタービンのシール装置において、
前記複数の第2冷却孔の流入口は前記複数の第1冷却孔の軸心から外れた位置に設けられていることを特徴とするガスタービンのシール装置。
The sealing device for a gas turbine according to claim 4,
The gas turbine seal device according to claim 1, wherein the inlets of the plurality of second cooling holes are provided at positions deviating from the axial centers of the plurality of first cooling holes.
請求項4記載のガスタービンのシール装置において、
前記第2冷却孔は、その方向が、前記作動流体の流路内の作動流体の流通方向に倣うように傾斜して設けられていることを特徴とするガスタービンのシール装置。
The sealing device for a gas turbine according to claim 4,
The gas turbine sealing device according to claim 1, wherein the second cooling hole is provided so as to be inclined so as to follow a flow direction of the working fluid in the working fluid flow path.
請求項2記載のガスタービンのシール装置において、
前記流路構成部材は、前記側部の前記2つのプレートに挟まれた部分に設けられた流入口から、前記間隙のうち前記プレートより前記作動流体の流路側に位置する部分に設けられた噴出口まで貫通するように設けられた複数の第3冷却孔を備えることを特徴とするガスタービンのシール装置。
The gas turbine seal device according to claim 2,
The flow path component is formed from an inlet provided in a portion sandwiched between the two plates on the side portion, and a jet provided in a portion of the gap located on the flow path side of the working fluid from the plate. A gas turbine seal device comprising a plurality of third cooling holes provided so as to penetrate to the outlet.
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