JP2012013083A - ラビリンスシールのパッキンリングのための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本開示は、少なくとも1つのアーチ状のプレート(44)と、偏倚部材(48)と、パッキンリング(46)とを含むターボ機械のためのシール組立体に関する。加えて、シール組立体は、パッキンリング(46)とロータ(20)の中間に配置された複数のアーチ状の歯(54)を含む。複数のアーチ状の歯(54)は、アーチ状の歯(54)の少なくとも1つのサブセットを含む。アーチ状の歯(54)のうちの少なくとも1本のクリアランスは、残りのアーチ状の歯(54)のクリアランスと異なる。少なくとも1つのサブセットのアーチ状の歯(54)のクリアランスは、ターボ機械の上流(34)側から下流(36)側まで進みながら累増することはない。
【選択図】図2
Description
12 圧縮機部
14 燃焼器部
16 タービン部
18 固定ハウジング
20 回転要素
22 軸
24 移動ブレード
26 固定ブレード
28 覆われた移動ブレードと固定ハウジングとの間の場所
30 回転要素と固定ブレードとの間の場所
32 エンドパッキンのシール場所
34 上流側
36 下流側
40 軸方向の軸
42 半径方向の軸
44 アーチ状のプレート
46 アーチ状のパッキンリング
47 ギャップ
48 偏倚部材
50 フレキシャの一端
52 フレキシャの他端
54 アーチ状の歯
60 パッキンリング上に歯を有するシール組立体
66 上流のフレキシャ
68 下流のフレキシャ
70 上流側の歯
72 下流側の歯
74 前ギャップ
76 後ギャップ
78 ポケット
79 ポケットの高さ
80 アーチ状のプレートとアーチ状のパッキンリングとの間の漏れ経路
82 上流の先端クリアランス
83 クリアランスの累進
84 下流の先端クリアランス
86 パッキンリングの隣接する歯の間の間隔
87 回転要素の隣接する歯の間の間隔
88 ラビリンスシールの幅
90 アーチ状のパッキンリングと回転要素との間の漏れ経路
92 パッキンリングとプレートとの間の距離
94 アーチ状のプレートの幅
100 隆起したランドを有するシール組立体
102 隆起したランド
110 回転要素上に歯を有するシール組立体
112 摩耗性皮膜
120 複数のプレートを有するシール組立体
122 上流のプレート
124 下流のプレート
126 第1のギャップ
128 第2のギャップ
130 第3のギャップ
132 第4のギャップ
140 パッキンリングおよび回転要素の両方の上に歯を有するシール組立体
142 パッキンリングの上流の歯
144 パッキンリングの下流の歯
146 回転要素の上流の歯
148 回転要素の下流の歯
150 かみ合う歯を使用するラビリンスシールの幅
160 サブセット162のグラフ
162 8本の歯のサブセット
164 横座標(x軸)
166 縦座標(y軸)
168 第1のクリアランス
170 第2のクリアランス
172 第3のクリアランス
173 歯
174 次の3つのクリアランス
176 次の2つのクリアランス
180 サブセット182のグラフ
182 8本の歯の異なるサブセット
184 第1の2つのクリアランス
186 第2の2つのクリアランス
188 第3の2つのクリアランス
190 第4の2つのクリアランス
200 サブセット202のグラフ
202 8本の歯の別のサブセット
204 第1の4つのクリアランス
206 第2の4つのクリアランス
210 サブセット212のグラフ
212 8本の歯のさらに別のサブセット
214 第1の2つのクリアランス
216 次の4つのクリアランス
218 最後の2つのクリアランス
230 サブセット232のグラフ
232 8本の歯のさらに別のサブセット
234 第1の4つのクリアランス
236 次の2つのクリアランス
238 最後の2つのクリアランス
250 サブセット252のグラフ
252 第1のサブセット
254 第2のサブセット
256 第1のサブセットの第1のクリアランス
258 第1のサブセットの第2のクリアランス
260 第1のサブセットの第3のクリアランス
262 第1のサブセットの第4のクリアランス
264 第2のサブセットの第1のクリアランス
266 第2のサブセットの第2のクリアランス
268 第2のサブセットの第3のクリアランス
269 第2のサブセットの第4のクリアランス
270 パッキンリングの歯の下の圧力分布を示すグラフ
274 縦座標−歯の下の圧力
276 第1の事例
278 第2の事例
280 最後の事例
290 パッキンリングに対する半径方向の力の平衡を示すグラフ
292 上流側からギャップの始まりまでの距離
294 ギャップの幅
296 ギャップから下流側までの距離
298 各歯の間の間隔
300 閉じる力
302 開く力
304 高い圧力
306 中間の圧力
308 低い圧力
320 平衡クリアランスの概念を示すグラフ
322 横座標−最後の歯のクリアランス
324 縦座標−正味半径方向力
326 最後の歯のクリアランスに応じて決まる正味半径方向力の変化を示す曲線
328 平衡クリアランス
340 いかにして平衡クリアランスが圧力比に応じて決まるかを示すグラフ
346 第1の事例
348 第2の事例
350 最後の事例
Claims (10)
- 固定ハウジング(18)と軸(22)周りに回転するロータ(20)とを備えるターボ機械のためのシール組立体であって、
前記固定ハウジング(18)の内面に結合され、半径方向の平面内に設置された少なくとも1つのアーチ状のプレート(44)と、
前記ロータ(20)と前記プレート(44)の中間に配置され、前記プレート(44)に沿って半径方向(42)に動くように設置されたパッキンリング(46)と、
前記パッキンリング(46)と前記ロータ(20)の中間に配置され、アーチ状の歯(54)の少なくとも1つのサブセットを備える複数のアーチ状の歯(54)であって、前記アーチ状の歯(54)のうちの少なくとも1本のクリアランスが残りの前記アーチ状の歯(54)のクリアランスと異なり、前記少なくとも1つのサブセットの前記アーチ状の歯(54)のクリアランスが、前記ターボ機械の上流側(34)から前記ターボ機械の下流側(36)に進みながら累増することはなく、前記アーチ状の歯(54)のクリアランスが、前記シール組立体の両端間の差圧によって生じた静的流体力内に受動的フィードバックを生成し、それにより、先端クリアランスが減少するにつれて外向きの半径方向力が、前記パッキンリング(46)が前記ロータ(20)から離れる動きを引き起こし、前記先端クリアランスが増加するにつれて内向きの半径方向力が、前記パッキンリング(46)が前記ロータ(20)に向かう動きを引き起こす、複数のアーチ状の歯(54)と、
前記アーチ状のプレート(44)と前記パッキンリング(46)の中間に配置され、それら両方に結合された偏倚部材(48)とを備える、シール組立体。 - アーチ状の歯(54)の、2つ以上のサブセットが存在し、前記アーチ状の歯(54)のクリアランスのパターンが、前記アーチ状の歯(54)の、2つ以上のサブセット内で繰り返される、請求項1記載のシール組立体。
- 前記偏倚部材(48)が軸受として作用し、軸方向(40)における前記パッキンリング(46)の運動を抑制し、前記半径方向(42)における前記パッキンリング(46)の運動を許容する、請求項1記載のシール組立体。
- 静的流体力の中の前記受動的フィードバックが、前記少なくとも1つのサブセットの前記アーチ状の歯(54)と前記ロータ(20)との間の平衡クリアランスを維持し、それにより、前記少なくとも1つのサブセットの前記アーチ状の歯(54)が、ロータの過渡現象の間に前記ロータ(20)と接触することを防止する、請求項1記載のシール組立体。
- 前記少なくとも1つのサブセットの前記アーチ状の歯(54)が前記パッキンリング(46)に結合される、請求項1記載のシール組立体。
- 前記少なくとも1つのサブセットの前記アーチ状の歯(54)が前記ロータ(20)に結合される、請求項1記載のシール組立体。
- 1サブセットのアーチ状の歯(54)の第1の群が前記パッキンリング(46)に結合され、
前記サブセットの前記アーチ状の歯(54)の第2の群が前記ロータ(20)に結合され、
前記サブセットの前記アーチ状の歯(54)の前記第1の群および前記サブセットの前記アーチ状の歯(54)の前記第2の群が、前記アーチ状の歯(54)が互いにかみ合うように配列される、請求項1記載のシール組立体。 - 前記偏倚部材(48)が、前記アーチ状のプレート(44)および前記パッキンリング(46)に機械的に結合された複数のフレキシャを備え、
前記複数のフレキシャが、前記パッキンリング(46)が前記半径方向(42)に動くことを許容するが、軸方向(40)における運動を抑制するように構成された、請求項1記載のシール組立体。 - 固定ハウジング(18)と軸(22)周りに回転するロータ(20)とを備えるターボ機械のためのシール組立体であって、
前記固定ハウジング(18)の内面に結合され、半径方向の平面内に設置された少なくとも1つのアーチ状のプレート(44)と、
前記ロータ(20)と前記プレート(44)の中間に配置され、前記プレート(44)に沿って半径方向(42)に動くように設置されたパッキンリング(46)と、
前記パッキンリング(46)と前記ロータ(20)の中間に配置された複数のアーチ状の歯(54)であって、前記アーチ状の歯(54)のうちの少なくとも1本のクリアランスが残りの前記アーチ状の歯(54)のクリアランスと異なり、前記アーチ状の歯(54)のクリアランスが、前記ターボ機械の上流側(34)から前記ターボ機械の下流側(36)に進みながら累増することはなく、前記アーチ状の歯(54)のクリアランスが、前記シール組立体の両端間の差圧によって生じた静的流体力内に受動的フィードバックを生成し、それにより、先端クリアランスが減少するにつれて外向きの半径方向力が、前記パッキンリング(46)が前記ロータ(20)から離れる動きを引き起こし、前記先端クリアランスが増加するにつれて内向きの半径方向力が、前記パッキンリング(46)が前記ロータ(20)に向かう動きを引き起こす、複数のアーチ状の歯(54)と、
前記アーチ状のプレート(44)と前記パッキンリング(46)の中間に配置され、それら両方に結合された偏倚部材(48)とを備える、シール組立体。 - 軸(22)周りに回転するロータ(20)と、
前記ロータ(20)を取り囲む固定ハウジング(18)と、
前記ロータ(20)と前記固定ハウジング(18)の中間に配置されたシール組立体とを備え、前記シール組立体の各セグメントが、
前記固定ハウジング(18)の内面に結合され、半径方向の平面内に設置された少なくとも1つのアーチ状のプレート(44)と、
前記ロータ(20)と前記プレート(44)の中間に配置されたパッキンリング(46)のアーチ状のセグメントであって、前記パッキンリング(46)が前記プレート(44)に沿って半径方向(42)に動くように設置され、前記アーチ状のセグメントが蒸気シールジョイントを含まない、パッキンリング(46)のアーチ状のセグメントと、
前記パッキンリング(46)と前記ロータ(20)の中間に配置され、アーチ状の歯(54)の少なくとも1つのサブセットを備える、複数のアーチ状の歯(54)であって、前記アーチ状の歯(54)のうちの少なくとも1本のクリアランスが、残りの前記アーチ状の歯(54)のクリアランスと異なり、前記少なくとも1つのサブセットの前記アーチ状の歯(54)のクリアランスが、タービンまたは圧縮機の上流側(34)から前記タービンまたは圧縮機の下流側(36)に進みながら累増することなく、前記アーチ状の歯(54)のクリアランスが、前記シール組立体の両端間の差圧によって生じた静的流体力内に受動的フィードバックを生成し、それにより、先端クリアランスが減少するにつれて外向きの半径方向力が、前記パッキンリング(46)が前記ロータ(20)から離れる動きを引き起こし、前記先端クリアランスが増加するにつれて内向きの半径方向力が、前記パッキンリング(46)が前記ロータ(20)に向かう動きを引き起こす、複数のアーチ状の歯(54)と、
前記アーチ状のプレート(44)と前記パッキンリング(46)の前記アーチ状のセグメントの中間に配置され、前記アーチ状のプレート(44)および前記パッキンリング(46)に結合された偏倚部材(48)とをさらに備える、タービンまたは圧縮機。
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