JP2009052543A - シーリングリング - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの相対動作する部品間のシーリングのために用いられるシーリングリングに関する。
【解決手段】リングを完成するように嵌合可能な構造を有し、対向した各端部２０を備えた、開かれたＣ形状の本体からなるシーリングリング１０であり、その構造は、動作温度の範囲を越えてシーリング係合するように、相対的にスライド可能に係合する形状とされる。また、一方の構造が舌部１９の形状を有し、他方の構造が溝部２１の形状を有し、両方の構造は、略円周方向に延ばされる場合もある。
【選択図】図４

Description

本発明は、エンジンの相対動作する部品間のシーリング（密封）のために用いられるシーリングリングに関する。

多くの場合、シーリングリングは、本質的に「Ｃ」型の形状であり、かかる形状は、Ｃの自由端らの離れている小さな隙間が使用の際に相互移動することにより効果的に閉じられるが、いくつかのタービンの配置において当該自由端らは、対向する向きに変えられ、その結果、自由端らが相互に係合され、このことは通常、容易な組み立てを可能にする。

リングは、通常は、ガスタービン、スチームタービン、或いは他のターボ機構内で、非回転部材の間を密封するために使用され、はめ合い部材らの径及び軸方向への一時的な動きを許容する。この動きは、二つの固定子の間の熱膨張の係数における熱過渡或いは不整合の原因となり得る。

特に、ガスタービンの分野では、シーリングリングが収容される（座する）溝部の少なくとも一の面が、例えば城状とされることにより、開口される、というデザインが生まれている。このような状況では、端部が上記の面における空隙（ギャップ）を通過することにより、リングが溝部から漸進的に”ねじり外され”得る、という結果を伴うことが知られている。

本発明の第１の側面は、エンジンの相対動作する部品間のシーリングのために用いられるシーリングリングであって、該リングは、リングを完成するように嵌合可能なそれぞれの構造を有する対向した各端部を備えた、開かれたＣ形状の本体からなり、前記構造は、動作温度の範囲を越えてシーリング係合するように、相対的にスライド可能に重ね合わされる又は係合する形状とされる。

特に好ましくは、一方の構造が舌部の形状を有し、他方の構造が溝部の形状を有し、両方の構造は、略円周方向に延ばされるようにする。舌部と溝部の相対的な長さは、上述のシーリング係合の拡張を提供するために選択される。

舌部の形状を有する構造は、さらに、半径方向の漏れを制限又は阻止するために、少なくとも前記舌部の一部に沿った、半径方向へのオフセットを有し円周方向に延びる壁部を有することができる。

舌部は、拡大された頭部を有することができ、溝部は、狭くされた口部を有することができ、これによって、頭部ひいては舌部は、溝部からの円周方向の離脱に逆らって拘束可能とされる。この場合、溝の軸方向の寸法は、頭部が溝部内に入ることを許容し、それにより２つの端部が互いに係止するように、十分に広い。

リングは、外ばねリング又は内ばねリングのいずれかとすることができる。

本発明は、溝壁らのうちの少なくとも１つの一部が不完全であり、シーリングリングを部分的に受容する溝と、上記に規定されたシーリングリングと、を有するエンジンを含む。

本発明は、上記のように規定されるが、上記提示された又は図面に示された特徴のあらゆる独創的な組み合わせが含まれることが理解されるべきである。

本発明は、種々の方法で実施されることができ、以下は、一例として特定の実施形態について、添付した図面を参照しつつ説明する。ここで、図１は、ピストン内に配置されたリングを示すシステムの断面図であり、図２は、タービン内における固定子／固定子の配置を示す図であり、図３（ａ）及び（ｂ）は、タービンの詳細な形状を示す図であって、図３（ｂ）は矢印ｂの方向に示す図である。図４（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、シーリングリングの第１の実施の形態の側面図及び平面図である。図５は、第２の実施の形態の側面図であり、一方、図６及び７は、それぞれ、図５のリングの外ばねタイプ及び内ばねタイプの平面図である。図８（ａ）及び（ｂ）は、第３の実施の形態の側面図及び平面図であり、図９（ａ）乃至（ｃ）は、図８の実施の形態において使用するための他の頭部の舌部の構成を示す。図１０及び１１は、さらに他の実施の形態を示す側面図であり、図１２（ａ）及び（ｂ）は、図１０の実施の形態の各部が組み付けられた状態を示す平面図及び側面図であり、図１３及び１４は、図１０に示された配置の変形例を示す図である。

明確性のために、図４，５，６，７，８，１０，１１，１３及び１４は、すべて、隙間が空けられた配置を示し、図１２は、一旦リングが実装されると該隙間がどのように見えるかを示すものである。

図１では、ピストン１２及びシリンダー壁１３間をシールするために、シーリングリング１０がピストン１２における溝部１１内に配置された状態を表している。ここでは、シーリングリングは、外ばねタイプのものが使用される。図２でも、シーリングリング１０が再び示されているが、ここではガスタービンの固定子１４における溝１１ａ内に配置されている。リング１０は、他の固定子１５に接触してシールする。図３（ａ）及び３（ｂ）は図２と同様の配置を示しているが、異なる一点は、溝部１１ａに規定された壁部ら１６が、空隙（ギャップ）１７を隔てて城状とされていることであり、これが上述した特有の問題を引き起こす。

図４（ａ）及び４（ｂ）では、リング１０の自由端部が示されている。一方の端部１８は、突出した舌部１９が形成されており、他方の端部２０は、溝部２１を有している。使用にあたり、舌部１９は溝部２０内に位置され、舌部１９及び溝部２１の長さは、リング１０の任意の設計熱膨張又は収縮を通じて、舌部１９の一部が溝部２１内に残るように選択される。

図５は、類似した構成を示しているが、半径方向の漏れを制限するために、半径方向の壁部２２を付加した構成を示している。図６及び７から分かるように、端部２０は、壁部２２を収容するために、符号２３の部分で切り欠かれている。

図８は他の実施形態を示すものであり、ここでは、舌部１９は、拡大された頭部２４を有し、溝部２１は、狭くされた口部２５を有している。この頭部２４は、溝部２２内に横方向に導入でき、その後に口部を通じて引き抜くことができないことが、容易に理解できるであろう。図９は頭部の代替可能な構成を示すものである。かかる構成は、端部らが互いに組み付けられるときに、当該リングの最大自由径が大幅に縮減され、該各部は、圧力バンド又は類似の装置を使用すること無く組み付けられることができるので、”止まり穴”内での各部の組み付けを大いに支援する。

図１０及び１１は、類似した構成であるが、実装された時点での空隙を介した漏れを減少させるための、半径方向の壁部２２’を含むものである。図１２は、図１３及び１４に示された外ばねリングの組み上がった形態を示すものであり、これらは図１０及び１１と類似しているが、ここでは、壁部２２’は、手作業を助けるために、長さにおける縮小化がなされている。長さＡが長さＢよりも大きいことにより、半径方向の壁部によって与えられるシーリング効果は、減少することがない。

ピストン内に配置されたリングを示すシステムの断面図である。 タービン内における固定子及び固定子やリングの配置等を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）はタービンの詳細な形状を示す図であり、図３（ｂ）は矢印ｂの方向に示す図である。 シーリングリングの第１の実施の形態を示し、（ａ）が側面図、（ｂ）が平面図である。 第２の実施の形態の側面図である。 図５のリングの外ばねタイプの平面図である。 図５のリングの内ばねタイプの平面図である。 第３の実施の形態を示し、（ａ）が側面図、（ｂ）が平面図である。 （ａ）乃至（ｃ）は図８の実施の形態において使用するための他の頭部の舌部の構成を示す図である。 さらに他の実施の形態を示す側面図である。 図１０の実施の形態の平面図である。 図１０の実施の形態の各部が組み付けられた状態を示し、（ａ）が側面図、（ｂ）が平面図である。 図１０の実施の形態の変形例を示す図である。 図１０の実施の形態の変形例を示す図である。

符号の説明

１０ シーリングリング
１１，２１ 溝部
２０ 端部
１２ ピストン
１３ シリンダー壁
１４，１５ 固定子
１６ 壁部
１７ 空隙部
１８，２０ 端部
１９ 舌部
２２，２２’壁部
２１ 溝部
２４ 頭部
２５ 口部

Claims (7)

1. エンジンの相対動作する部品間のシーリングのために用いられるシーリングリングであって、該リングは、
   リングを完成するように嵌合可能なそれぞれの構造を有する対向した各端部を備えた、開かれたＣ形状の本体からなり、
   前記構造は、動作温度の範囲を越えてシーリング係合するように、相対的にスライド可能に係合する形状とされた
   ことを特徴とするシーリングリング。
2. 一方の構造が舌部の形状を有し、他方の構造が溝部の形状を有し、両方の構造は、略円周方向に延ばされた
   ことを特徴とする請求項１記載のシーリングリング。
3. 前記舌部の形状を有する構造は、さらに、
   半径方向の漏れを制限又は阻止するために、少なくとも前記舌部の一部に沿った、半径方向へのオフセットを有し円周方向に延びる壁部を有する
   ことを特徴とする請求項２記載のシーリングリング。
4. 前記舌部は拡大された頭部を有し、前記溝部が、狭くされた口部を有することによって、前記頭部及び舌部は、前記溝部内での円周方向の離脱に逆らって拘束可能とされた
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシーリングリング。
5. 前記リングは、外ばねリング又は内ばねリングのいずれかである
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシーリングリング。
6. 図４，図５乃至図７，図１０乃至図１２及び図１３の形状を実質的に呈するシーリングリング。
7. 溝壁らのうちの少なくとも１つの一部が不完全であり、シーリングリングを部分的に受容する溝と、
   請求項１乃至６のいずれか一に記載のシーリングリングと、
   を有することを特徴とするエンジン_。

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