JP2012082827A - Axial retention device for turbine system - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書で開示される主題は、全体的に、タービンシステムに関し、より詳細には、タービンシステム内のタービン部品を保持する軸方向保持装置に関する。 The subject matter disclosed herein relates generally to turbine systems and, more particularly, to axial retention devices that retain turbine components within a turbine system.
タービンシステムは、発電などの分野において広く利用されている。例えば、従来のガスタービンシステムは、圧縮機、燃焼器、及びタービンを含む。ガスタービンシステムの作動中、システム内の種々の部品は、高温流に曝され、該部品の故障を生じる可能性がある。高温流は一般に、ガスタービンシステムの性能、効率、及び出力の向上をもたらすので、高温でガスタービンシステムが作動できるように、高温流に曝される部品を冷却しなければならない。従って、冷却媒体がガスタービンシステムを流れて、種々の部品を冷却することができる。 Turbine systems are widely used in fields such as power generation. For example, a conventional gas turbine system includes a compressor, a combustor, and a turbine. During operation of a gas turbine system, various components within the system may be exposed to high temperature flows, resulting in failure of the components. The high temperature flow generally results in improved performance, efficiency, and power output of the gas turbine system, so parts exposed to the high temperature flow must be cooled so that the gas turbine system can operate at high temperatures. Thus, the cooling medium can flow through the gas turbine system to cool various components.
更に、タービンシステムの最適な性能及び効率を得るために、高温流及び冷却媒体流は、一般に、互いに閉じ込められるべきである。例えば、タービンシステムのタービンにおいて、タービン部品は、一般に、作動中の内部への高温流の吸込みを阻止するために、高温流から独立して冷却媒体が提供される。加えて、シール装置を利用して、高温流の漏洩からタービン部品を保護し、更に冷却媒体の漏出を阻止することができる。 In addition, the hot flow and the coolant flow should generally be confined to each other to obtain optimum performance and efficiency of the turbine system. For example, in a turbine of a turbine system, turbine components are generally provided with a cooling medium independent of the hot stream to prevent inhalation of the hot stream into the interior during operation. In addition, the sealing device can be utilized to protect turbine components from high temperature flow leakage and to prevent cooling medium leakage.
多くの場合、シール装置及びタービン部品は、タービンにおいて環状支持構造体に装着される。シール装置及びタービン部品は、高温流の漏洩及び冷却媒体の漏出を阻止するために、互いに対して円周方向及び軸方向に位置付けることができる。しかしながら、多くの場合、シール装置及び/又はタービン部品は、支持構造体に対してシフト、滑動、又は係合解除され、場合によっては内部での漏洩又はそこからの漏出を可能にすることがある。この漏洩及び/又は漏出は、タービンシステムの性能及び効率を低下させる可能性があり、更に、システムに対して弊害をもたらす恐れがある。従って、ほとんどの場合、シール装置及びタービン部品は、支持構造体に対してシフト、滑動、又は係合解除される必要はない。 In many cases, the sealing device and turbine components are mounted on an annular support structure in the turbine. The sealing device and turbine component can be positioned circumferentially and axially relative to each other to prevent high temperature flow leakage and cooling medium leakage. In many cases, however, the sealing device and / or turbine component may be shifted, slid, or disengaged relative to the support structure, possibly allowing internal leakage or leakage therefrom. . This leakage and / or leakage can reduce the performance and efficiency of the turbine system and can also be detrimental to the system. Thus, in most cases, the sealing device and turbine components need not be shifted, slid or disengaged from the support structure.
従って、支持構造体内にシール装置及び/又はタービン部品を保持するための改善された保持装置が当該技術分野において求められることになる。例えば、支持構造体に対するシール装置及び/又はタービン部品の軸方向移動を阻止する軸方向保持装置が有利となる。 Accordingly, there is a need in the art for an improved retention device for retaining the seal device and / or turbine component within the support structure. For example, a sealing device and / or an axial holding device that prevents axial movement of the turbine component relative to the support structure are advantageous.
本発明の態様及び利点は、その一部を以下の説明に記載しており、又はその説明から自明なものとすることができ、或いは本発明を実施することにより知ることができる。 Aspects and advantages of the invention are set forth in part in the following description, or may be obvious from the description, or may be learned by practice of the invention.
一実施形態では、タービン用の軸方向保持装置が開示される。軸方向保持装置が、タービン部品及び支持構造体のうちの一方の合わせ面に結合したラッチを含む。ラッチは、外向きの付勢を有し且つ軸方向荷重面を含む。軸方向保持装置は更に、タービン部品及び支持構造体のうちの他方の合わせ面に画成されたポケットを含む。ポケットは、ラッチを内部に受け入れるように構成され且つ噛み合い軸方向荷重面を含む。ラッチ及びポケットの係合により、軸方向荷重面及び噛み合い軸方向荷重面が相互作用することが可能になり、少なくとも1つの方向での支持構造体に対するタービン部品の軸方向移動が阻止される。 In one embodiment, an axial retention device for a turbine is disclosed. An axial retainer includes a latch coupled to a mating surface of one of the turbine component and the support structure. The latch has an outward bias and includes an axial load surface. The axial retainer further includes a pocket defined in the mating surface of the other of the turbine component and the support structure. The pocket is configured to receive the latch therein and includes an interlocking axial load surface. The engagement of the latch and pocket allows the axial load surface and the mating axial load surface to interact and prevents axial movement of the turbine component relative to the support structure in at least one direction.
本発明のこれら及び他の特徴、態様、並びに利点は、以下の説明及び添付の請求項を参照するとより理解できるであろう。本明細書に組み込まれ且つその一部を構成する添付図面は、本発明の実施形態を例証しており、本明細書と共に本発明の原理を説明する役割を果たす。 These and other features, aspects and advantages of the present invention will become better understood with reference to the following description and appended claims. The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the specification, serve to explain the principles of the invention.
添付図を参照した本明細書において、当業者に対してなしたその最良の形態を含む本発明の完全かつ有効な開示を説明する。次に、その1つ又はそれ以上の実施例を図面に示している本発明の実施形態について詳細に説明する。各実施例は、本発明の限定ではなく、例証として提供される。実際に、当業者であれば、本発明の範囲又は技術的思想から逸脱することなく、種々の修正及び変形を本発明において実施できる点は理解されるであろう。例えば、一実施形態の一部として例示され又は説明される特徴は、別の実施形態と共に使用して更に別の実施形態を得ることができる。従って、本発明は、そのような修正及び変形を特許請求の範囲及びその均等物の技術的範囲内に属するものとして保護することを意図している。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION This specification, with reference to the accompanying drawings, describes the complete and effective disclosure of the present invention including its best mode to those skilled in the art. Reference will now be made in detail to embodiments of the invention, one or more examples of which are illustrated in the drawings. Each example is provided by way of illustration and not limitation of the invention. Indeed, those skilled in the art will appreciate that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope or spirit of the invention. For example, features illustrated or described as part of one embodiment can be used with another embodiment to yield a still further embodiment. Accordingly, the present invention is intended to protect such modifications and variations as falling within the scope of the appended claims and their equivalents.
図1は、タービンシステム10の概略図である。本明細書で記載されるタービンシステム10は、一般に、ガスタービンシステムとすることができるが、本開示のタービンシステム10はガスタービンシステムに限定されず、限定ではないが、蒸気タービンを含むあらゆる好適なタービンシステムが本開示の範囲及び技術的思想内にある点は理解されたい。 FIG. 1 is a schematic diagram of a turbine system 10. Although the turbine system 10 described herein can generally be a gas turbine system, the turbine system 10 of the present disclosure is not limited to a gas turbine system and is not limited to any suitable including a steam turbine. It should be understood that such turbine systems are within the scope and spirit of the present disclosure.
従って、図示のシステムは、圧縮機12、燃焼器14、及びタービン16を含むことができる。圧縮機12及びタービン16は、シャフト18によって結合することができる。シャフト18は、単一のシャフト、或いは共に結合されてシャフト18を形成する複数のシャフトセグメントとすることができる。 Accordingly, the illustrated system can include a compressor 12, a combustor 14, and a turbine 16. The compressor 12 and the turbine 16 can be coupled by a shaft 18. The shaft 18 can be a single shaft or a plurality of shaft segments that are joined together to form the shaft 18.
タービン16は、複数のタービン段を含むことができる。例えば、一実施形態では、タービン16は、図2に示すように3つの段を有することができる。例えば、タービン16の第1の段は、複数の円周方向に間隔を置いて配置されたノズル21と、バケット22とを含むことができる。ノズル21は、シャフト18の周りに円周方向に配置され固定することができる。バケット22は、シャフト18の周りに円周方向に配置され、該シャフト18に結合することができる。タービン16の第2の段は、複数の円周方向に間隔を置いて配置されたノズル23と、バケット24とを含むことができる。ノズル23は、シャフト18の周りに円周方向に間隔を置いて配置され固定することができる。バケット24は、シャフト18の周りに円周方向に配置され、該シャフト18に結合することができる。タービン16の第3の段は、複数の円周方向に間隔を置いて配置されたノズル25と、バケット26とを含むことができる。ノズル25は、シャフト18の周りに円周方向に間隔を置いて配置され固定することができる。バケット26は、シャフト18の周りに円周方向に配置され、該シャフト18に結合することができる。タービン16の種々の段は、タービン16において、高温ガス流28の経路内に配置することができる。タービン16は、3つの段に限定されず、あらゆる好適な数の段を有することができる点は理解されたい。 Turbine 16 may include a plurality of turbine stages. For example, in one embodiment, the turbine 16 may have three stages as shown in FIG. For example, the first stage of the turbine 16 may include a plurality of circumferentially spaced nozzles 21 and buckets 22. The nozzle 21 can be arranged and fixed circumferentially around the shaft 18. The bucket 22 is circumferentially disposed about the shaft 18 and can be coupled to the shaft 18. The second stage of the turbine 16 may include a plurality of circumferentially spaced nozzles 23 and buckets 24. The nozzles 23 can be arranged and fixed around the shaft 18 at circumferential intervals. Bucket 24 may be circumferentially disposed about shaft 18 and coupled to shaft 18. The third stage of the turbine 16 may include a plurality of circumferentially spaced nozzles 25 and buckets 26. The nozzles 25 can be disposed and fixed circumferentially spaced around the shaft 18. Bucket 26 may be circumferentially disposed about shaft 18 and coupled to shaft 18. Various stages of the turbine 16 may be disposed in the path of the hot gas stream 28 in the turbine 16. It should be understood that the turbine 16 is not limited to three stages and can have any suitable number of stages.
図3及び4に示すように、複数の環状配置されたシール装置30は、各複数のバケット(例えば、バケット22又は24など)と、隣接する複数のバケット(例えば、バケット24又は26)との間に設けることができる。シール装置30は、ガス流28の経路に対する外側境界を形成するように設けられ、従って、ガス流28が外側境界を通って移動するのを阻止し、また更に、ガス流28の経路の外部の冷却流(図示せず)が外側境界を通って経路内に移動するのを阻止することができる。シール装置30は更に、図3に示すように、ノズル21、23、又は25のような複数のノズルと相互作用することができる。シール装置30は、必ずしも図3及び4に示すように設計される必要はなく、むしろ、あらゆる好適な装置が本開示の範囲及び技術的思想内にある点は理解されたい。 As shown in FIGS. 3 and 4, the plurality of annularly arranged sealing devices 30 includes a plurality of buckets (eg, buckets 22 or 24) and a plurality of adjacent buckets (eg, buckets 24 or 26). It can be provided in between. The sealing device 30 is provided to form an outer boundary for the path of the gas stream 28, thus preventing the gas stream 28 from moving through the outer boundary, and further, external to the path of the gas stream 28. A cooling flow (not shown) can be prevented from moving into the path through the outer boundary. The sealing device 30 can further interact with a plurality of nozzles, such as nozzles 21, 23, or 25, as shown in FIG. It should be understood that the sealing device 30 need not be designed as shown in FIGS. 3 and 4, but rather that any suitable device is within the scope and spirit of the present disclosure.
バケット22、24、26及びシール装置30は、タービン16内に保持されなければならない。従って、種々の支持構造体32は、シール装置30及び/又はバケット22、24、26など、種々のタービン部品34と噛み合わせてこれを支持するためにタービン16内に設けることができる。支持構造体32は、例えば、バケット22、24、26と噛み合わせるよう構成されたロータディスク36とすることができる。或いは、支持構造体32は、例えば、シール装置30と噛み合わせるよう構成されたスペーサリム構造体とすることができる。 Buckets 22, 24, 26 and seal device 30 must be retained within turbine 16. Accordingly, various support structures 32 may be provided in the turbine 16 to engage and support various turbine components 34, such as the sealing device 30 and / or buckets 22, 24, 26. The support structure 32 can be, for example, a rotor disk 36 configured to mate with the buckets 22, 24, 26. Alternatively, the support structure 32 can be, for example, a spacer rim structure configured to mate with the seal device 30.
図示のように、タービン部品34及び支持構造体32は、タービン部品34及び支持構造体32を共に噛み合わせるための噛み合わせ付属部40及びキャビティ42を含むことができる。例えば、幾つかの実施形態では、付属部40は、ダブテールとすることができ、キャビティ42は、ダブテールを内部に受けるような形状及びサイズにすることができる。一般に、タービン部品34は、図4に示すように、付属部40をほぼ軸方向軸線44に沿ってキャビティ42内に滑動させることによって、支持構造体32と噛み合わされる。付属部40をキャビティ42内に噛み合わせることにより、ほぼ半径方向及び接線方向で支持構造体32に対してタービン部品34の移動が阻止されるが、ほぼ軸方向で支持構造体32に対するタービン部品34の移動を阻止することはできない。例えば、付属部40がキャビティ42と噛み合わされると、付属部は、第1の方向46又は第2の方向48で軸方向軸線44に沿って自由に移動できる。 As shown, the turbine component 34 and the support structure 32 may include a mating appendage 40 and a cavity 42 for mating the turbine component 34 and the support structure 32 together. For example, in some embodiments, the appendage 40 can be a dovetail and the cavity 42 can be shaped and sized to receive the dovetail therein. In general, the turbine component 34 is engaged with the support structure 32 by sliding the appendage 40 approximately along the axial axis 44 into the cavity 42 as shown in FIG. Engaging the appendage 40 within the cavity 42 prevents movement of the turbine component 34 relative to the support structure 32 in substantially radial and tangential directions, but turbine component 34 relative to the support structure 32 in substantially axial direction. Cannot be prevented from moving. For example, when the appendage 40 is engaged with the cavity 42, the appendage is free to move along the axial axis 44 in the first direction 46 or the second direction 48.
従って、図4から6に示すように、軸方向保持装置50は、支持構造体32においてタービン部品34を軸方向に保持するために設けられる。軸方向保持装置50は、ラッチ52及びポケット54を含む。一般に、ラッチ52は、タービン部品34及び支持構造体32のうちの一方に結合させることができ、ポケット54は、タービン部品34及び支持構造体32のうちの他方において画成することができる。例えば、例示的な実施形態では、ラッチ52は、支持構造体32に結合させることができ、ポケット54は、タービン部品34内に画成することができる。代替の実施形態では、ラッチ52は、タービン部品34に結合させることができ、ポケット54は、支持構造体32内に画成することができる。 Accordingly, as shown in FIGS. 4 to 6, the axial holding device 50 is provided for holding the turbine component 34 in the axial direction in the support structure 32. The axial retaining device 50 includes a latch 52 and a pocket 54. In general, the latch 52 can be coupled to one of the turbine component 34 and the support structure 32, and the pocket 54 can be defined in the other of the turbine component 34 and the support structure 32. For example, in the exemplary embodiment, latch 52 can be coupled to support structure 32 and pocket 54 can be defined in turbine component 34. In an alternative embodiment, the latch 52 can be coupled to the turbine component 34 and the pocket 54 can be defined within the support structure 32.
更に、上記で検討したように、複数のタービン部品34を支持構造体32の周りに環状アレイで配置することができる。幾つかの実施形態では、各タービン部品34は、独立ラッチ52を含み、或いは、独立ラッチ52と噛み合うよう構成された独立ポケット54又は支持構造体32内に含まれもしくは画成される独立ポケット54を画成することができる。しかしながら、他の実施形態では、図4に示すように、2つの隣接するタービン部品34は各々、独立ラッチ52を含むか、又は独立ポケット54を画成することができ、ラッチ52及びポケット54の両方は、支持構造体32に含まれ又は画成される1つのラッチ52又はポケット54と噛み合うように構成することができる。 Further, as discussed above, a plurality of turbine components 34 may be arranged around the support structure 32 in an annular array. In some embodiments, each turbine component 34 includes an independent latch 52, or an independent pocket 54 configured to mate with the independent latch 52 or an independent pocket 54 included or defined within the support structure 32. Can be defined. However, in other embodiments, as shown in FIG. 4, two adjacent turbine components 34 may each include an independent latch 52 or may define an independent pocket 54, Both can be configured to mate with one latch 52 or pocket 54 contained or defined in the support structure 32.
タービン部品34は、合わせ面56を画成することができ、支持構造体32が合わせ面58を画成することができる。合わせ面56、58は、付属部40上及びキャビティ42内で画成することができ、或いは、図5及び6に示すように、付属部40及びキャビティ42に隣接して画成することができる。合わせ面56、58は、一般に、タービン部品34及び支持構造体32が互いに噛み合わされたときに共に噛み合う。ラッチ52は、タービン部品34又は支持構造体32の合わせ面56又は58に結合させることができ、ポケット54は、タービン部品34又は支持構造体32の合わせ面56又は58の他方において画成することができる。 Turbine component 34 can define mating surface 56 and support structure 32 can define mating surface 58. The mating surfaces 56, 58 can be defined on the appendage 40 and in the cavity 42, or can be defined adjacent to the appendage 40 and the cavity 42, as shown in FIGS. . The mating surfaces 56, 58 generally engage together when the turbine component 34 and the support structure 32 are engaged with each other. The latch 52 may be coupled to the mating surface 56 or 58 of the turbine part 34 or the support structure 32, and the pocket 54 may be defined at the other of the mating surfaces 56 or 58 of the turbine part 34 or the support structure 32. Can do.
本開示によるポケット54は、内部にラッチ52を受け入れるように構成することができる。例えば、ポケット54は、ラッチ52の少なくとも一部を内部に収容するようなサイズ及び形状にすることができ、更に、以下で検討するように、ラッチ52を係合しこれと相互作用するような種々の特徴部を有することができる。 The pocket 54 according to the present disclosure can be configured to receive the latch 52 therein. For example, the pocket 54 can be sized and shaped to accommodate at least a portion of the latch 52 therein, and further engages and interacts with the latch 52 as discussed below. It can have various features.
本開示によるラッチ52は、ほぼ外向きの付勢を有することができる。「外向き」とは、タービン部品34又は支持構造体32など、関連するベース部品からほぼ半径方向に離れる方向を意味する。例えば、幾つかの例示的な実施形態では、図5に示すように、ラッチ52は、枢動点60の周りを枢動することができる。従って、ラッチ52は、枢動点60の周りに外向きに付勢することができる。他の例示的な実施形態では、図6に示すように、ラッチ52は、単に、ほぼ半径方向外向きの付勢を有することができる。 The latch 52 according to the present disclosure can have a generally outward bias. “Outwardly” refers to a direction that is generally radially away from an associated base component, such as turbine component 34 or support structure 32. For example, in some exemplary embodiments, the latch 52 can pivot about a pivot point 60 as shown in FIG. Thus, the latch 52 can be biased outward about the pivot point 60. In other exemplary embodiments, as shown in FIG. 6, the latch 52 may simply have a generally radially outward bias.
更に、幾つかの例示的な実施形態では、軸方向保持装置50は、バネ62又は複数のバネ62を含むことができる。バネ62は、外向きの付勢を提供することができる。ラッチ52が枢動点60を有する実施形態では、バネ62は、例えば、枢動点60に位置付けることができ、或いは、枢動点60から間隔を置いて配置することができる。しかしながら、外向きの付勢は、必ずしもバネによって提供される必要はなく、むしろ外向きの付勢は、あらゆる好適な付勢、張力、又は予荷重装置によって提供されてもよい点は理解されたい。 Further, in some exemplary embodiments, the axial retainer 50 can include a spring 62 or a plurality of springs 62. The spring 62 can provide an outward bias. In embodiments in which the latch 52 has a pivot point 60, the spring 62 can be positioned at or spaced from the pivot point 60, for example. However, it should be understood that the outward bias need not be provided by a spring, but rather the outward bias may be provided by any suitable bias, tension, or preload device. .
例示的な実施形態では、図5から6において示すように、ラッチ52と結合したタービン部品34又は支持構造体32の合わせ面56又は58は、キャビティ64内に画成することができる。ラッチ52は、キャビティ64内に装着することができる。従って、例示的な実施形態では、ラッチ52が外向きに付勢されると、ラッチ52の一部は、合わせ面56又は58から突出することができる。更に、例示的な実施形態では、以下で検討するように、ラッチ52が引き込まれると、ラッチ52の最上部分は合わせ面56又は58で又はその下方に位置することができる。しかしながら、代替の実施形態では、ラッチ52の最上部分は、引き込み時には合わせ面56又は58よりも上に留まることができる。キャビティ64は更に、側面66を含むことができる。側面66は、軸方向軸線44に沿ったラッチ52の移動を阻止するようにラッチ52条の接触点68と相互作用することができる。 In the exemplary embodiment, as shown in FIGS. 5-6, the mating surface 56 or 58 of the turbine component 34 or support structure 32 coupled to the latch 52 may be defined in the cavity 64. The latch 52 can be mounted in the cavity 64. Thus, in the exemplary embodiment, a portion of the latch 52 can protrude from the mating surface 56 or 58 when the latch 52 is biased outward. Further, in the exemplary embodiment, as discussed below, when the latch 52 is retracted, the uppermost portion of the latch 52 may be located at or below the mating surface 56 or 58. However, in an alternative embodiment, the top portion of the latch 52 can remain above the mating surface 56 or 58 when retracted. The cavity 64 can further include a side surface 66. The side surface 66 can interact with the contact point 68 of the latch 52 strip to prevent movement of the latch 52 along the axial axis 44.
図示のように、ラッチ52は、軸方向荷重面70を含むことができ、ポケット54は噛み合い軸方向荷重面72を含むことができる。図5及び6に示すように、例えば、軸方向荷重面70、72は、ラッチ52及びポケット54のほぼ平面な側面とすることができ、これらは、軸方向軸線44にほぼ垂直とすることができる。しかしながら、軸方向荷重面70、72は、あらゆる好適な外形及び/又は方向を有することができる点は理解されたい。一般に、ラッチ52及びポケット54の係合により、軸方向荷重面70、72の相互作用が可能になり、支持構造体32に対してタービン部品34の軸方向移動を少なくとも1つの方向で阻止することができるようになる。例えば、軸方向荷重面70、72の相互作用により、図5及び6に示すように、第1の方向46又は第2の方向48でタービン部品34の軸方向移動を阻止することができる。 As shown, the latch 52 can include an axial load surface 70 and the pocket 54 can include a mating axial load surface 72. As shown in FIGS. 5 and 6, for example, the axial load surfaces 70, 72 can be substantially planar sides of the latch 52 and pocket 54, which can be substantially perpendicular to the axial axis 44. it can. However, it should be understood that the axial load surfaces 70, 72 can have any suitable profile and / or orientation. In general, the engagement of the latch 52 and the pocket 54 allows the axial load surfaces 70, 72 to interact and prevent axial movement of the turbine component 34 relative to the support structure 32 in at least one direction. Will be able to. For example, the interaction of the axial load surfaces 70, 72 can prevent axial movement of the turbine component 34 in the first direction 46 or the second direction 48, as shown in FIGS. 5 and 6.
幾つかの実施形態では、図5に示すように、軸方向保持装置50は更に、タービン部品34又は支持構造体32の一方に付随した止め部74を含むことができる。止め部74は、タービン部品34又は支持構造体32の他方と相互作用し、支持構造体32に対してタービン部品34の別の方向での軸方向移動を阻止し、これにより2つの方向での軸方向移動が防止されるように構成することができる。例えば、止め部74は、ほぼ平面の側面を有することができ、軸方向軸線44にほぼ垂直とすることができる。しかしながら、止め部74は、あらゆる好適な外形及び/又は方向を有することができる点は理解されたい。一般に、ラッチ52及びポケット54の係合により、止め部がタービン部品34又は支持構造体32の他方の側面と相互作用することができ、支持構造体32に対してタービン部品34の軸方向移動を少なくとも1つの方向で阻止することができるようになる。例えば、タービン部品34又は支持構造体32の他方との止め部74の相互作用により、図5に示すように、第2の方向48又は第1の方向46でタービン部品34の軸方向移動を阻止することができる。 In some embodiments, as shown in FIG. 5, the axial retainer 50 can further include a stop 74 associated with one of the turbine component 34 or the support structure 32. The stop 74 interacts with the turbine component 34 or the other of the support structure 32 to prevent axial movement of the turbine component 34 in another direction relative to the support structure 32, and thereby in two directions. It can be configured to prevent axial movement. For example, the stop 74 can have a substantially planar side surface and can be substantially perpendicular to the axial axis 44. However, it should be understood that the stop 74 can have any suitable profile and / or orientation. In general, the engagement of the latch 52 and the pocket 54 allows the stop to interact with the turbine component 34 or the other side of the support structure 32, which provides axial movement of the turbine component 34 relative to the support structure 32. It becomes possible to block in at least one direction. For example, the interaction of the stop 74 with the turbine part 34 or the other of the support structure 32 prevents axial movement of the turbine part 34 in the second direction 48 or the first direction 46 as shown in FIG. can do.
別の実施形態では、図6に示すように、ラッチ52は、複数の軸方向荷重面70を含むことができ、ポケット54は、複数の噛み合い軸方向荷重面72を含むことができる。一般に、ラッチ52及びポケット54の係合により、軸方向荷重面70、72の相互作用が可能になり、支持構造体32に対してタービン部品34の軸方向移動を2つの方向で阻止することができるようになる。例えば、軸方向荷重面70、72の相互作用により、図5及び6に示すように、第1の方向46及び第2の方向48の両方でタービン部品34の軸方向移動を阻止することができる。 In another embodiment, as shown in FIG. 6, the latch 52 can include a plurality of axial load surfaces 70 and the pocket 54 can include a plurality of mating axial load surfaces 72. In general, the engagement of the latch 52 and the pocket 54 allows the axial load surfaces 70, 72 to interact and prevent axial movement of the turbine component 34 relative to the support structure 32 in two directions. become able to. For example, the interaction of the axial load surfaces 70, 72 can prevent axial movement of the turbine component 34 in both the first direction 46 and the second direction 48, as shown in FIGS. 5 and 6. .
幾つかの実施形態では、図4から6に示すように、ラッチ52を含まないタービン部品34及び支持構造体32のうちの一方がアクセス孔76を画成することができる。アクセス孔76は、ポケット54からラッチ52を解放するために該ラッチ52へのアクセスを提供し、第1の方向46又は第2の方向48のような、少なくとも1つの方向で支持構造体32に対するタービン部品34の軸方向移動を可能にすることができる。例えば、アクセス孔76は、ポケット54からのラッチ52の引き込みを可能にし、従って、軸方向荷重面70、72を係合解除するためのアクセスを提供することができる。一実施形態では、アクセス孔76は、ロッドのようなツール又は例えば付属部をラッチ52と相互作用するようにアクセス孔76を介して設置し、ラッチ52の引き込みを生じさせることができる。 In some embodiments, one of the turbine component 34 and the support structure 32 that do not include the latch 52 may define an access hole 76, as shown in FIGS. The access hole 76 provides access to the latch 52 to release the latch 52 from the pocket 54 and is relative to the support structure 32 in at least one direction, such as the first direction 46 or the second direction 48. An axial movement of the turbine component 34 may be allowed. For example, the access hole 76 can allow the latch 52 to retract from the pocket 54 and thus provide access to disengage the axial load surfaces 70, 72. In one embodiment, the access hole 76 can be placed through the access hole 76 to interact with a tool such as a rod or, for example, an appendage, with the latch 52 and cause the latch 52 to retract.
更に、図5及び6に示す幾つかの実施形態では、ラッチ52は、シール面78を含むことができる。シール面78は、ラッチ52及びポケット54が係合したときにアクセス孔76をシールするよう構成することができる。例えば、シール面78は、ラッチ52に隣接するアクセス孔76の開口にほぼ平行か、及び/又はアクセス孔76の中心軸線に垂直とすることができる。しかしながら、シール面78は、ラッチ52及びポケット54が係合したときにアクセス孔76をシールするのに十分なあらゆる好適な外形及び/又は方向を有することができる点は理解されたい。ラッチ52及びポケット54が係合すると、シール面78は、ラッチ52に隣接するアクセス孔76の開口に当接し、従って、全体的にアクセス孔76をシールすることができる。シール面78は、有利には、タービン部品34と支持構造体32との間でアクセス孔76を通って高温流の漏洩及び/又は冷却媒体の漏出の可能性を阻止又は低減することができる。 Further, in some embodiments shown in FIGS. 5 and 6, the latch 52 can include a sealing surface 78. The sealing surface 78 can be configured to seal the access hole 76 when the latch 52 and the pocket 54 are engaged. For example, the sealing surface 78 can be substantially parallel to the opening of the access hole 76 adjacent to the latch 52 and / or perpendicular to the central axis of the access hole 76. However, it should be understood that the sealing surface 78 can have any suitable profile and / or orientation sufficient to seal the access hole 76 when the latch 52 and pocket 54 are engaged. When the latch 52 and the pocket 54 are engaged, the sealing surface 78 abuts the opening of the access hole 76 adjacent to the latch 52, and thus the access hole 76 can be totally sealed. The sealing surface 78 may advantageously prevent or reduce the possibility of high temperature flow leakage and / or cooling medium leakage through the access hole 76 between the turbine component 34 and the support structure 32.
有利には、本開示の軸方向保持装置50は、1つ又はそれ以上の方向で支持構造体32に対するタービン部品34の軸方向移動を阻止することができる。軸方向移動を阻止することによって、有利には、タービン部品34と支持構造体32との間で高温流の漏洩及び/又は冷却媒体の漏出の可能性を阻止又は低減することができる。 Advantageously, the axial retention device 50 of the present disclosure can prevent axial movement of the turbine component 34 relative to the support structure 32 in one or more directions. By preventing axial movement, the possibility of hot flow leakage and / or cooling medium leakage between the turbine component 34 and the support structure 32 may be advantageously prevented or reduced.
本明細書は、最良の形態を含む実施例を用いて本発明を開示し、更に、あらゆる当業者があらゆるデバイス又はシステムを実施及び利用すること並びにあらゆる包含の方法を実施することを含む本発明を実施することを可能にする。本発明の特許保護される範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想起される他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、請求項の文言と差違のない構造要素を有する場合、或いは、請求項の文言と僅かな差違を有する均等な構造要素を含む場合には、本発明の範囲内にあるものとする。 This written description discloses the invention using examples, including the best mode, and further includes any person skilled in the art to make and use any device or system and any method of inclusion. It is possible to carry out. The patentable scope of the invention is defined by the claims, and may include other examples that occur to those skilled in the art. Such other embodiments are within the scope of the invention if they have structural elements that do not differ from the words of the claims, or if they contain equivalent structural elements that have slight differences from the words of the claims. It shall be in
10 ガスタービンシステム
12 圧縮機
14 燃焼器
16 タービン
18 シャフト
21 第1段ノズル
22 第1段バケット
23 第2段ノズル
24 第2段バケット
25 第3段ノズル
26 第3段バケット
28 高温ガス流
30 シール装置
32 支持構造体
34 タービン部品
36 ロータディスク
38 スペーサリム構造体
40 付属部
42 キャビティ
44 軸方向軸線
46 第1の方向
48 第2の方向
50 軸方向保持装置
52 ラッチ
54 ポケット
56 合わせ面(タービン部品)
58 合わせ面(支持構造体)
60 枢動点
62 バネ
64 キャビティ
66 側面
68 接触点
70 軸方向負荷面(ラッチ)
72 軸方向負荷面(ポケット)
74 止め部
76 アクセス孔
78 シール面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Gas turbine system 12 Compressor 14 Combustor 16 Turbine 18 Shaft 21 First stage nozzle 22 First stage bucket 23 Second stage nozzle 24 Second stage bucket 25 Third stage nozzle 26 Third stage bucket 28 Hot gas flow 30 Seal Device 32 Support structure 34 Turbine component 36 Rotor disk 38 Spacer rim structure 40 Attachment 42 Cavity 44 Axial axis 46 First direction 48 Second direction 50 Axial holding device 52 Latch 54 Pocket 56 Mating surface (turbine component)
58 mating surface (support structure)
60 pivot point 62 spring 64 cavity 66 side surface 68 contact point 70 axial load surface (latch)
72 Axial load surface (pocket)
74 Stopping portion 76 Access hole 78 Seal surface
Claims (15)
タービン部品(34)及び支持構造体(32)のうちの一方の合わせ面(56、58)に結合したラッチ(52)にして、外向きの付勢を有し且つ軸方向荷重面(70)を含むラッチ(52)と、
前記タービン部品(34)及び前記支持構造体(32)のうちの他方の合わせ面(56、58)に画成され、前記ラッチ(52)を内部に受け入れるように構成され且つ噛み合い軸方向荷重面(72)を含むポケット(54)と、
を備え、前記ラッチ(52)及び前記ポケット(54)の係合により、前記軸方向荷重面(70)及び前記噛み合い軸方向荷重面(72)が相互作用することが可能になり、少なくとも1つの方向での前記支持構造体(32)に対する前記タービン部品(34)の軸方向移動が阻止される、軸方向保持装置(50)。 An axial holding device (50) for the turbine (16),
A latch (52) coupled to one mating surface (56, 58) of the turbine component (34) and the support structure (32) has an outward bias and an axial load surface (70). A latch (52) comprising:
A meshing axial load surface defined on the other mating surface (56, 58) of the turbine component (34) and the support structure (32) and configured to receive the latch (52) therein. A pocket (54) including (72);
And the engagement of the latch (52) and the pocket (54) allows the axial load surface (70) and the mating axial load surface (72) to interact, and includes at least one An axial retainer (50) in which axial movement of the turbine component (34) relative to the support structure (32) in the direction is prevented.
合わせ面(56)を有する少なくとも1つのタービン部品(34)と、
前記少なくとも1つのタービン部品(34)及び前記支持構造体(32)のうちの一方の合わせ面(56、58)に結合したラッチ(52)にして、外向きの付勢を有し且つ軸方向荷重面(70)を含むラッチ(52)と、
前記少なくとも1つのタービン部品(34)及び前記支持構造体(32)のうちの他方の合わせ面(56、58)に画成され、前記ラッチ(52)を内部に受け入れるように構成され且つ噛み合い軸方向荷重面(72)を含むポケット(54)と、
を備え、
前記ラッチ(52)及び前記ポケット(54)の係合により、前記軸方向荷重面(70)及び前記噛み合い軸方向荷重面(72)が相互作用することが可能になり、少なくとも1つの方向での前記支持構造体(32)に対する前記少なくとも1つのタービン部品(34)の軸方向移動が阻止される、タービン(16)。 A support structure (32) having a mating surface (58);
At least one turbine component (34) having a mating surface (56);
A latch (52) coupled to one mating surface (56, 58) of the at least one turbine component (34) and the support structure (32), having an outward bias and axial A latch (52) including a load surface (70);
An engagement shaft defined in the other mating surface (56, 58) of the at least one turbine component (34) and the support structure (32) and configured to receive the latch (52) therein. A pocket (54) including a directional load surface (72);
With
Engagement of the latch (52) and the pocket (54) allows the axial load surface (70) and the meshing axial load surface (72) to interact, in at least one direction. A turbine (16) in which axial movement of the at least one turbine component (34) relative to the support structure (32) is prevented.
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