JP2013139806A - Device and method for sealing gas path in turbine - Google Patents

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Aaron Gregory Winn
アーロン・グレゴリー・ウィン
Ravichandran Meenakshisundaram
ラヴィチャンドラン・ミーナクシュスンダラム
Kevin Thomas Mcgovern
ケヴィン・トーマス・マクガバン
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/005Sealing means between non relatively rotating elements

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device and a method for sealing a gas path in a turbine.SOLUTION: A device for sealing a gas path in a turbine includes a first shroud segment and a slot in a surface of the first shroud segment. A barrier body extends inside the slot, and a bypass channel in the slot provides fluid communication between the barrier and the slot to the gas path in the turbine. A method for sealing a path in a turbine includes a stage of placing a barrier body between a first slot in a first shroud segment and a second slot in a second shroud segment and a stage of flowing a fluid between the barrier and the first slot to the gas path in the turbine, wherein the fluid flows through a first bypass channel in the first slot.

Description

本発明は、一般的に、タービン内のガス流路を封止するための装置及び方法に関するものである。   The present invention relates generally to an apparatus and method for sealing a gas flow path in a turbine.

タービンは、仕事を遂行するために航空機用、工業用及び発電用などの多種多様な用途に広く用いられている。各々のタービンは、一般的に、周囲に装着された複数の静翼及び複数の動翼の交互の段を含む。静翼は、タービンを取り囲むケーシングのような静止部品に取り付けることができ、また動翼はタービンの軸方向中心線に沿って配置された回転子に取り付けることができる。蒸気、燃焼ガス又は空気のような圧縮された作動流体が、仕事を生じるためにタービンを通るガス流路に沿って流れる。静翼は、圧縮された作動流体を加速して次の段の動翼へ導いて、動翼に運動を与え、従って回転子を回転させて、仕事を遂行する。   Turbines are widely used in a wide variety of applications such as aircraft, industrial and power generation to accomplish work. Each turbine typically includes alternating stages of a plurality of stationary blades and a plurality of blades mounted around it. The stationary blades can be attached to stationary components such as a casing surrounding the turbine, and the blades can be attached to a rotor located along the axial centerline of the turbine. A compressed working fluid such as steam, combustion gas or air flows along the gas flow path through the turbine to produce work. The vane accelerates the compressed working fluid and directs it to the next stage of the moving blade, imparting motion to the moving blade and thus rotating the rotor to accomplish the work.

圧縮された作動流体は、静翼又は動翼の周りから漏洩するか又はそれらを迂回すると、タービンの効率を低減する。米国特許第4902198号には、ガス流路に沿って円周方向に配列された内側及び外側のシュラウド・セグメントを含む膜冷却用装置が記述されている。隣り合うシュラウド・セグメントの間のスロットに着座させたストリップ・シールにより、ガス流路から隣り合うシュラウド・セグメントの間を流出する圧縮された作動流体の量を低減している。更に、シュラウド・セグメントに設けた孔、及びストリップ・シールに間欠的に設けた逃し(relief)により、ストリップ・シールを横切ってガス流路に至る流体通路を設けている。この態様では、加圧流体が孔を通り、逃しを横切って、ガス流路へ供給されて、ガス流路からの漏洩を防止し、またストリップ・シールを膜冷却することができる。しかしながら、ストリップ・シール中の逃しは、ストリップ・シールを弱化させて、多分に早期の破損を招き、保守整備を増大させ、及び/又は異物をガス流路中へ放出する。結果として、タービン内のガス流路を封止するための封止装置及び方法を引き続き改善することは有益であろう。   Compressed working fluid leaks from around or bypasses the stationary or moving blades, reducing turbine efficiency. U.S. Pat. No. 4,902,198 describes a membrane cooling apparatus that includes inner and outer shroud segments arranged circumferentially along a gas flow path. A strip seal seated in a slot between adjacent shroud segments reduces the amount of compressed working fluid flowing out of the gas flow path between adjacent shroud segments. In addition, fluid passages are provided across the strip seal to the gas flow path by holes provided in the shroud segment and intermittent relief provided in the strip seal. In this manner, pressurized fluid can be supplied to the gas flow path through the holes and across the relief to prevent leakage from the gas flow path and to membrane cool the strip seal. However, escape in the strip seal weakens the strip seal, possibly leading to premature failure, increasing maintenance, and / or releasing foreign matter into the gas flow path. As a result, it would be beneficial to continue to improve sealing devices and methods for sealing gas flow paths in turbines.

米国特許第7467517号US Pat. No. 7,467,517

本発明の様々な面及び利点は、以下に記載し、又は以下の記載から明らかであり、或いは本発明の実施を通じて習得することができよう。   Various aspects and advantages of the present invention are described below or are apparent from the following description, or may be learned through practice of the invention.

本発明の一実施形態は、タービン内のガス流路を封止するための装置であり、該装置は、第1のシュラウド・セグメントと、前記第1のシュラウド・セグメントの表面に設けたスロットとを含む。障壁体(barrier) が前記スロットの中に延在し、また前記スロットの中のバイパス・チャンネルが障壁体とスロットとの間をタービン内のガス流路まで流体連通させる。   One embodiment of the present invention is an apparatus for sealing a gas flow path in a turbine, the apparatus comprising: a first shroud segment; and a slot provided on a surface of the first shroud segment. including. A barrier extends into the slot and a bypass channel in the slot provides fluid communication between the barrier and the slot to a gas flow path in the turbine.

本発明の別の実施形態は、タービン内のガス流路を封止するための装置であり、該装置は、第1のスロットを持つ第1のシュラウド・セグメントと、前記第1のシュラウド・セグメントに隣接していて、第2のスロットを持つ第2のシュラウド・セグメントとを含む。障壁体が前記第1のスロットの中から前記第2のスロットの中まで延在し、また前記障壁体は、ガス流路に面していて、前記第1及び第2のスロットの各々と接触する実質的に平坦な表面を持つ。前記タービン内のガス流路への第1の流体通路が、前記障壁体と前記第1のスロットとの間に設けられる。   Another embodiment of the invention is an apparatus for sealing a gas flow path in a turbine, the apparatus comprising a first shroud segment having a first slot and the first shroud segment. And a second shroud segment having a second slot. A barrier extends from the first slot into the second slot, and the barrier faces a gas flow path and contacts each of the first and second slots With a substantially flat surface. A first fluid passage to a gas flow path in the turbine is provided between the barrier body and the first slot.

本発明はまた、タービン内のガス流路を封止するための方法を含むことができる。該方法は、第1のシュラウド・セグメントに設けた第1のスロットと第2のシュラウド・セグメントに設けた第2のスロットとの間に障壁体を設置する段階と、前記障壁体と前記第1のスロットとの間の流体をタービン内のガス流路へ流れさせる段階とを含み、該流体が前記第1のスロット内の第1のバイパス・チャンネルを通って流れる。   The present invention can also include a method for sealing a gas flow path in a turbine. The method includes installing a barrier body between a first slot provided in a first shroud segment and a second slot provided in a second shroud segment; and the barrier body and the first Fluid to and from a slot in the turbine flows to a gas flow path in the turbine, the fluid flowing through a first bypass channel in the first slot.

当業者には、明細書を読むことにより、このような実施形態の特徴及び側面などがより良く理解されよう。   Those skilled in the art will better understand the features and aspects of such embodiments and the like by reading the specification.

以下の説明では、当業者を対象として、最良の実施形態を含む本発明の完全で実現可能な開示を、添付の図面を参照して行う。   In the following description, a complete and feasible disclosure of the present invention including the best mode will be made with reference to the accompanying drawings for those skilled in the art.

図1は、本発明における模範的なタービンの側断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional side view of an exemplary turbine in the present invention. 図2は、図1の線A−Aに沿って見た、一実施形態に従った隣り合うシュラウド・セグメントの軸方向断面図である。FIG. 2 is an axial cross-sectional view of adjacent shroud segments according to one embodiment, taken along line AA in FIG. 図3は、図1の線A−Aに沿って見た、別の実施形態に従った隣り合うシュラウド・セグメントの軸方向断面図である。FIG. 3 is an axial cross-sectional view of adjacent shroud segments according to another embodiment, viewed along line AA in FIG. 図4は、図2の線B−Bに沿って見た、一実施形態に従ったシュラウド・セグメントの側断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional side view of a shroud segment according to one embodiment, taken along line BB in FIG. 図5は、図2の線B−Bに沿って見た、代替実施形態に従ったシュラウド・セグメントの側断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional side view of a shroud segment according to an alternative embodiment, taken along line BB in FIG. 図6は、図2の線B−Bに沿って見た、別の実施形態に従ったシュラウド・セグメントの側断面図である6 is a cross-sectional side view of a shroud segment according to another embodiment, taken along line BB in FIG.

次に本発明の様々な実施形態について詳しく説明するが、その内の1つ以上の例を図面に示す。詳しい説明では、図面中の特徴部分を表すために英数字の符号を用いている。図面及び明細書中の同様な英数字の符号は、本発明の同様な部品を表すために用いている。本書で用いる「第1」、「第2」、「第3」などの用語は、一構成部品を別の構成部品から区別するために交換可能に用いることができ、また個々の構成部品の場所や重要性を表そうとするものではない。   Reference will now be made in detail to various embodiments of the invention, one or more examples of which are illustrated in the drawings. In the detailed description, alphanumeric symbols are used to represent features in the drawings. Like alphanumeric symbols in the drawings and specification are used to represent like parts of the invention. The terms “first”, “second”, “third” and the like used in this document can be used interchangeably to distinguish one component from another, and the location of individual components. It is not intended to represent or importance.

各々の例は本発明を説明するためのものであり、本発明を制限するものではない。実際に、当業者には、本発明の範囲及び精神から逸脱することなく本発明に様々な修正及び変更を為し得ることが明らかであろう。例えば、一実施形態の一部として例示し説明した特徴を別の実施形態に用いて、更に別の実施形態を作成することが可能である。従って、本発明は、このような修正及び変更を「特許請求の範囲」の記載及びその等価な内容の範囲内に入るものとして包含するものとする。   Each example is provided by way of explanation of the invention, not limitation of the invention. Indeed, it will be apparent to those skilled in the art 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 and described as part of one embodiment can be used in another embodiment to create yet another embodiment. Accordingly, the present invention is intended to embrace all such modifications and changes as fall within the scope of the appended claims and their equivalents.

本発明の様々な実施形態は、タービン内のガス流路を封止するための装置及び方法を含む。特定の実施形態では、隣り合うシュラウド・セグメントの間の障壁体により、圧縮された作動流体がガス流路からシュラウド・セグメント相互間を自由に流れて出て行くことを防止することができる。障壁体は、隣り合うシュラウド・セグメントの隣り合う表面に形成されたスロットの中から延在することができる。1つ以上のシュラウド・セグメントが、流体ポート、及び/又は障壁体とスロットとの間の流体通路又はバイパス・チャンネルを含むことができる。加圧流体が流体ポートを通って供給されて、障壁体とスロットとの間を流れてガス流路に入ることにより、ガス流路からの漏洩を防止すると共に、スロット及び障壁体を対流冷却及び/又は膜冷却することができる。本発明の模範的な実施形態をタービン内のガス流路に関連して一般的に説明するが、当業者には、本発明の実施形態が、加圧流体を含む任意のガス流路に適用できることが直ぐに理解されよう。   Various embodiments of the present invention include an apparatus and method for sealing a gas flow path in a turbine. In certain embodiments, a barrier between adjacent shroud segments may prevent compressed working fluid from flowing freely out of the gas flow path between the shroud segments. The barrier can extend from within a slot formed in an adjacent surface of an adjacent shroud segment. One or more shroud segments can include fluid ports and / or fluid passages or bypass channels between the barrier and the slot. Pressurized fluid is supplied through the fluid port and flows between the barrier body and the slot and enters the gas flow path to prevent leakage from the gas flow path and to convectively cool the slot and the barrier body. And / or membrane cooling. While exemplary embodiments of the present invention are generally described with respect to gas flow paths in a turbine, those skilled in the art will appreciate that embodiments of the present invention apply to any gas flow path that includes pressurized fluid. You will immediately understand what you can do.

図1は、本発明の一実施形態に従ったタービン10の一部分の簡略断面図である。図1に示されているように、タービン10は、ケーシング12によって囲まれている静止部品及び回転部品を含むことができる。静止部品としては、例えば、ケーシング12に取り付けられた固定ノズル又は静翼14が挙げられる。回転部品としては、例えば、回転子18に取り付けられた動翼16が挙げられる。蒸気、燃焼ガス又は空気のような作動流体20が、図1に示されているように、タービン10を通る高温ガス流路に沿って、左から右へ流れる。14は作動流体20を加速して第1段の動翼16へ導き、これにより、第1段の動翼16及び回転子18を回転させる。次いで、作動流体20は第2段の静翼14を横切って流れ、第2段の静翼14は作動流体20を加速して次の段の動翼(図示せず)へ再び導き、この過程は各々のその後の段について繰り返えされる。   FIG. 1 is a simplified cross-sectional view of a portion of a turbine 10 in accordance with one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the turbine 10 may include stationary and rotating parts surrounded by a casing 12. Examples of the stationary component include a fixed nozzle or a stationary blade 14 attached to the casing 12. An example of the rotating component is the moving blade 16 attached to the rotor 18. A working fluid 20 such as steam, combustion gas or air flows from left to right along the hot gas flow path through the turbine 10 as shown in FIG. 14 accelerates the working fluid 20 and leads it to the first stage rotor blade 16, thereby rotating the first stage rotor blade 16 and the rotor 18. The working fluid 20 then flows across the second stage vane 14, and the second stage vane 14 accelerates the working fluid 20 back to the next stage blade (not shown), this process. Is repeated for each subsequent stage.

図1に示されているように、ケーシング12の半径方向内側部分は、ケーシング12に接続された一連のシュラウド・セグメント22を含むことができ、これらのシュラウド・セグメント22は高温ガス流路を円周方向に取り囲んで画成して、静翼14又は動翼16を迂回して流れる作動流体20の量を低減する。本書で用いられる用語「シュラウド」又は「シュラウド・セグメント」は、事実上、作動流体20に伴う温度及び圧力に曝される高温ガス流路内の任意の静止した又は固定のハードウエアを包含し且つ含むことができる。例えば、図1に示された特定の実施形態では、シュラウド・セグメント22は静翼14及び動翼16の半径方向外側に配置されているが、他の特定の実施形態では、シュラウド・セグメント22はまた静翼14及び/又は動翼16の半径方向内側に配置することもできる。   As shown in FIG. 1, the radially inner portion of the casing 12 can include a series of shroud segments 22 connected to the casing 12, which shroud the hot gas flow path. Surrounding and defining in the circumferential direction, the amount of working fluid 20 flowing around the stationary blade 14 or the moving blade 16 is reduced. The term “shroud” or “shroud segment” as used herein encompasses virtually any stationary or stationary hardware in a hot gas flow path that is exposed to the temperature and pressure associated with the working fluid 20 and Can be included. For example, in the particular embodiment shown in FIG. 1, the shroud segment 22 is located radially outward of the stationary blade 14 and blade 16, but in other particular embodiments, the shroud segment 22 is It can also be arranged radially inside the stationary blade 14 and / or the moving blade 16.

図2及び図3は、図1の線A−Aに沿って見た隣り合うシュラウド・セグメント22の軸方向断面図である。これらの図では、シュラウド・セグメント22は静翼14の半径方向外側に配置されており、またガス流路が、図2及び図3に示されているシュラウド・セグメント22の下に及び動翼相互の間にある。図示のように、これらのシュラウド・セグメント22は隣り合う表面24を持ち、各々の隣り合う表面24は、該表面の中へ少なくとも部分的に延在するスロット26、窪み又は溝を含むことができる。本書で用いられる用語「スロット」、「窪み」及び「溝」は、交換可能に用い得るものであり、シュラウド・セグメント22の表面24に画成された任意のチャンネル、隙間、切欠き又は窪みを包含し且つ含む。障壁体28、シール、ピン又は他の構造を、スロット26の中に配置して、隣り合う表面24内のそれぞれのスロット26の間に延在させることにより、シュラウド・セグメント22を所定位置に融通性を持って保持し、且つまた作動流体20がガス流路から隣り合うシュラウド22の間を流出するのを最小にし又は防止することができる。障壁体28は、セラミック、合金鋼、又はガス流路に関連した温度及び圧力に連続的に露出することのできる他の適当な材料から形成することができる。   2 and 3 are axial cross-sectional views of adjacent shroud segments 22 taken along line AA in FIG. In these figures, the shroud segment 22 is located radially outward of the vane 14 and the gas flow path is below the shroud segment 22 shown in FIGS. Between. As shown, these shroud segments 22 have adjacent surfaces 24, and each adjacent surface 24 can include a slot 26, recess or groove extending at least partially into the surface. . As used herein, the terms “slot”, “recess”, and “groove” are interchangeable and refer to any channel, gap, notch or recess defined in the surface 24 of the shroud segment 22. Includes and includes. A shroud segment 22 is accommodated in place by placing barriers 28, seals, pins or other structures within the slots 26 and extending between each slot 26 in the adjacent surface 24. The working fluid 20 can be minimized or prevented from flowing between the adjacent shrouds 22 from the gas flow path. The barrier body 28 can be formed from ceramic, alloy steel, or other suitable material that can be continuously exposed to the temperature and pressure associated with the gas flow path.

図2及び図3の両方に示されているように、障壁体28は、ガス流路に面していて、各々のスロット26と接触する実質的に平坦な表面30を持つことができる。この態様では、障壁体28の平坦な表面30とスロット26との間の接触は、作動流体20がガス流路から流出又は漏洩するのを低減し及び/又は防止する流体シールを増強する。図3に示された特定の実施形態では、障壁体28は、障壁体28とスロット26との間のシールを増強するために、スロット26の中でのその寸法32が、シュラウド・セグメント22相互の間でのその寸法よりも大きくなっている。   As shown in both FIGS. 2 and 3, the barrier body 28 may have a substantially flat surface 30 that faces the gas flow path and contacts each slot 26. In this manner, contact between the flat surface 30 of the barrier body 28 and the slot 26 enhances a fluid seal that reduces and / or prevents the working fluid 20 from escaping or leaking from the gas flow path. In the particular embodiment shown in FIG. 3, the barrier body 28 has a dimension 32 within the slot 26 that is within the shroud segments 22 to enhance the seal between the barrier body 28 and the slot 26. Is larger than its dimensions between.

1つ以上のシュラウド・セグメント22は、そのシュラウド・セグメント22の中を通る流体ポート34を含むことができる。流体ポート34はシュラウド・セグメント22を通ってスロット26へ流体連通することができる。この態様では、圧縮空気、不活性ガス又は蒸気のような加圧流体を、シュラウド・セグメント22を通してスロット26へ供給することにより、スロット26内の障壁体28を越えてシュラウド・セグメント22相互の間に流れさせて、対流冷却及び/又は膜冷却を行うことができる。その代わりに又はそれに加えて、障壁体28と1つ以上のスロット26との間の流体通路又はバイパス・チャンネル36により、加圧流体が障壁体28を通り過ぎてガス流路に流入できるように流体連通させることができる。図2及び図3において、流体通路又はバイパス・チャンネル36は、ガス流路内の流体の流れ(図2及び図3では紙面に向かう方向)に対してほぼ垂直に障壁体28に下に延在するものとして大まかに示されている。   One or more shroud segments 22 may include a fluid port 34 that passes through the shroud segment 22. The fluid port 34 can be in fluid communication through the shroud segment 22 to the slot 26. In this embodiment, pressurized fluid, such as compressed air, inert gas, or steam, is supplied to the slots 26 through the shroud segments 22 so that the barriers 28 in the slots 26 are passed between the shroud segments 22. Convection cooling and / or membrane cooling. Alternatively or in addition, a fluid passage or bypass channel 36 between the barrier body 28 and one or more slots 26 allows fluid to flow through the barrier body 28 and into the gas flow path. Can communicate. 2 and 3, the fluid passage or bypass channel 36 extends down to the barrier body 28 substantially perpendicular to the flow of fluid in the gas flow path (in the direction toward the paper in FIGS. 2 and 3). Roughly shown as what to do.

図4〜図6は、図2の線B−Bに沿って見た、シュラウド・セグメント22の側断面図であって、本発明の範囲内にある様々な実施形態の流体通路又はバイパス・チャンネル36を例示する。図4に示された特定の実施形態では、流体通路又はバイパス・チャンネル36は、スロット26に設けられた複数の一様に間隔を置いた溝38を含む。これらの溝38は、障壁体28の実質的に平坦な表面30とスロット26との間に加圧流体を流れさせて、障壁体28及び/又はシュラウド・セグメント22から対流により熱を除去する。加圧流体がシュラウド・セグメント22のスロット26を出てガス流路に入るとき、加圧流体は障壁体28及び/又はシュラウド・セグメント22に対して膜冷却層を形成する。図5に示された特定の実施形態では、流体通路又はバイパス・チャンネル36は、障壁体28とスロット26との間の接触点を少なくするためにスロット26に弓形の形状40を持ち、これによって、加圧流体が障壁体28とスロット26との間をガス流路へ流れるとき、障壁体28に対する対流及び膜冷却を向上させる。当業者には、流体通路又はバイパス・チャンネル36が様々な形状及び寸法を持ち得ること、及び本発明が「特許請求の範囲」に具体的に記載されていない限り如何なる特定の形状又は寸法の流体通路又はバイパス・チャンネル36にも限定されないことが理解されよう。   4-6 are cross-sectional side views of shroud segment 22 taken along line BB of FIG. 2, and various embodiments of fluid passages or bypass channels within the scope of the present invention. 36 is illustrated. In the particular embodiment shown in FIG. 4, the fluid passage or bypass channel 36 includes a plurality of evenly spaced grooves 38 provided in the slot 26. These grooves 38 allow pressurized fluid to flow between the substantially flat surface 30 of the barrier body 28 and the slot 26 to remove heat from the barrier body 28 and / or the shroud segment 22 by convection. As the pressurized fluid exits the slot 26 of the shroud segment 22 and enters the gas flow path, the pressurized fluid forms a membrane cooling layer for the barrier body 28 and / or the shroud segment 22. In the particular embodiment shown in FIG. 5, the fluid passage or bypass channel 36 has an arcuate shape 40 in the slot 26 to reduce contact points between the barrier body 28 and the slot 26, thereby As the pressurized fluid flows between the barrier body 28 and the slot 26 into the gas flow path, convection and film cooling for the barrier body 28 is improved. Those skilled in the art will recognize that the fluid passage or bypass channel 36 may have a variety of shapes and dimensions, and that any particular shape or size of the fluid unless the invention is specifically recited in the claims. It will be appreciated that the passage or bypass channel 36 is not limited.

図6は、更に別の実施形態を示し、この場合、障壁体28は、隣り合う表面24に設けたスロット26の間を大体平行に延在する複数の部分42を含む。更に、流体通路又はバイパス・チャンネル36に設けた複数の溝38は、ガス流路内の作動流体20の流れの方向においてスロット26の中の幅及び/又は深さが減少している。溝38をより深く且つより広くすると、追加の加圧流体が障壁体28とスロット26との間に流れて、シュラウド・セグメント22及び障壁体28の上流側部分に対して追加の対流冷却を行うことができ、また加圧流体がガス流路に流入するときに障壁体28及びシュラウド・セグメント22にわたって膜冷却を増大することができる。溝38の特定の幅及び深さはガス流路内のシュラウド・セグメント22の位置に従って変えることができる。   FIG. 6 illustrates yet another embodiment, where the barrier body 28 includes a plurality of portions 42 that extend generally parallel between slots 26 in adjacent surfaces 24. Further, the plurality of grooves 38 in the fluid passage or bypass channel 36 have a reduced width and / or depth in the slot 26 in the direction of flow of the working fluid 20 in the gas flow path. As the groove 38 is deeper and wider, additional pressurized fluid flows between the barrier body 28 and the slot 26 to provide additional convective cooling for the shroud segment 22 and the upstream portion of the barrier body 28. Membrane cooling can be increased across the barrier body 28 and shroud segment 22 as pressurized fluid enters the gas flow path. The specific width and depth of the groove 38 can vary according to the position of the shroud segment 22 in the gas flow path.

図1〜図6に示された様々な実施形態はまた、タービン10内のガス流路を封止するための方法を提供することができる。本方法は、隣り合うシュラウド・セグメント22の隣り合う表面24に設けたスロット26の間に障壁体28を設置する段階と、障壁体28と1つ以上のスロット26との間を通ってタービン10内のガス流路へ加圧流体を流れさせて、加圧流体が1つ以上のスロット26の中の1つ以上の流体通路又はバイパス・チャンネル36を通って流れるようにする段階とを含むことができる。特定の実施形態では、本方法は、加圧流体を、1つ以上のスロット26に設けた複数の溝38を通って流れさせる段階、及び/又は加圧流体を、1つ以上のシュラウド・セグメント22に設けた流体ポート34を通って流れさせる段階を含むことができる。   The various embodiments shown in FIGS. 1-6 can also provide a method for sealing a gas flow path in the turbine 10. The method includes installing a barrier body 28 between slots 26 in adjacent surfaces 24 of adjacent shroud segments 22 and passing between the barrier body 28 and one or more slots 26 for the turbine 10. Allowing pressurized fluid to flow into the gas flow path therein to allow the pressurized fluid to flow through one or more fluid passages or bypass channels 36 in one or more slots 26. Can do. In certain embodiments, the method includes flowing pressurized fluid through a plurality of grooves 38 provided in one or more slots 26, and / or applying pressurized fluid to one or more shroud segments. 22 can flow through a fluid port 34 provided in the system 22.

本明細書は、最良の実施形態を含めて、本発明を開示するために、また当業者が任意の装置又はシステムを作成し使用し、任意の採用した方法を遂行すること含めて、本発明を実施できるようにするために、様々な例を使用した。本発明の特許可能な範囲は「特許請求の範囲」の記載に定めており、また当業者に考えられる他の例を含み得る。このような他の例は、それらが「特許請求の範囲」の文字通りの記載から差異のない構造的要素を持つ場合、或いはそれらが「特許請求の範囲」の文字通りの記載から実質的に差異のない等価な構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内にあるものとする。   This specification is intended to disclose the present invention, including the best mode, and to enable any person skilled in the art to make and use any device or system and perform any method employed. Various examples were used to enable implementation. 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 examples are those where they have structural elements that are not different from the literal description of “Claims” or that they are substantially different from the literal description of “Claims”. Any equivalent structural elements are intended to be within the scope of the claims.

10 タービン
12 ケーシング
14 静翼
16 動翼
18 回転子
20 作動流体
22 シュラウド・セグメント
24 隣り合う表面24
26 スロット
28 障壁体
30 実質的に平坦な表面
32 寸法
34 流体ポート
36 流体通路又はバイパス・チャンネル
38 溝
40 弓形の形状
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Turbine 12 Casing 14 Stator blade 16 Rotor blade 18 Rotor 20 Working fluid 22 Shroud segment 24 Adjacent surface 24
26 slot 28 barrier 30 substantially flat surface 32 dimension 34 fluid port 36 fluid passage or bypass channel 38 groove 40 arcuate shape

Claims (19)

タービン内のガス流路を封止するための装置であって、
第1のシュラウド・セグメントと、
前記第1のシュラウド・セグメントの表面に設けたスロットと、
前記スロットの中に延在する障壁体と、
前記スロットの中に設けられていて、前記障壁体と前記スロットとの間をタービン内のガス流路まで流体連通させるバイパス・チャンネルと、
を有する装置。
An apparatus for sealing a gas flow path in a turbine,
A first shroud segment;
A slot provided in a surface of the first shroud segment;
A barrier extending into the slot;
A bypass channel provided in the slot and in fluid communication between the barrier body and the slot to a gas flow path in a turbine;
Having a device.
前記装置が更に、前記第1のシュラウド・セグメントに隣り合う第2のシュラウド・セグメントを有し、前記第1及び第2のシュラウド・セグメントが隣り合う表面を持っている、請求項1記載の装置。   The apparatus of claim 1, further comprising a second shroud segment adjacent to the first shroud segment, wherein the first and second shroud segments have adjacent surfaces. . 前記障壁体は前記スロットの間を延在する複数の部分を有している、請求項1記載の装置。   The apparatus of claim 1, wherein the barrier includes a plurality of portions extending between the slots. 前記バイパス・チャンネルはタービン内のガス流路内の流体の流れに対してほぼ垂直に延在している、請求項1記載の装置。   The apparatus of claim 1, wherein the bypass channel extends substantially perpendicular to a fluid flow in a gas flow path in the turbine. 前記バイパス・チャンネルは、前記スロットに設けられた複数の一様に間隔を置いた溝を有している、請求項1記載の装置。   The apparatus of claim 1, wherein the bypass channel includes a plurality of uniformly spaced grooves provided in the slot. 前記バイパス・チャンネルは弓形の形状を持っている、請求項1記載の装置。   The apparatus of claim 1, wherein the bypass channel has an arcuate shape. 更に、前記第1のシュラウド・セグメントを通って前記第1のシュラウド・セグメント内の前記スロットへ至る流体ポートを有している請求項1記載の装置。   The apparatus of claim 1, further comprising a fluid port through the first shroud segment to the slot in the first shroud segment. タービン内のガス流路を封止するための装置であって、
第1のスロットを持つ第1のシュラウド・セグメントと、
前記第1のシュラウド・セグメントに隣接していて、第2のスロットを持つ第2のシュラウド・セグメントと、
前記第1のスロットの中から前記第2のスロットの中まで延在する障壁体であって、ガス流路に面していて、前記第1及び第2のスロットの各々と接触する実質的に平坦な表面を持つ障壁体と、
前記障壁体と前記第1のスロットとの間に設けられた、前記タービン内のガス流路への第1の流体通路と、
を有している装置。
An apparatus for sealing a gas flow path in a turbine,
A first shroud segment having a first slot;
A second shroud segment adjacent to the first shroud segment and having a second slot;
A barrier extending from within the first slot into the second slot, facing the gas flow path and substantially in contact with each of the first and second slots A barrier with a flat surface;
A first fluid passage provided between the barrier body and the first slot to a gas flow path in the turbine;
Having a device.
前記障壁体は、前記第1及び第2のスロットの中でのその寸法が、前記第1及び第2のシュラウド・セグメントの間でのその寸法よりも大きくなっている、請求項8記載の装置。   9. The apparatus of claim 8, wherein the barrier body has a dimension in the first and second slots that is greater than a dimension between the first and second shroud segments. . 前記障壁体は、前記第1のスロットの中から前記第2のスロットの中まで延在する複数の部分を有している、請求項8記載の装置。   The apparatus of claim 8, wherein the barrier includes a plurality of portions that extend from within the first slot into the second slot. 前記第1の流体通路が前記第2のシュラウド・セグメントの方向へ延在している、請求項8記載の装置。   The apparatus of claim 8, wherein the first fluid passage extends in the direction of the second shroud segment. 前記第1の流体通路は、前記第1のスロットに設けられた複数の一様に間隔を置いた溝を有している、請求項8記載の装置。   The apparatus of claim 8, wherein the first fluid passage comprises a plurality of uniformly spaced grooves provided in the first slot. 前記第1の流体通路は、前記第1のスロットに設けられた複数の弓形の溝を有している、請求項8記載の装置。   The apparatus of claim 8, wherein the first fluid passage comprises a plurality of arcuate grooves provided in the first slot. 更に、前記第1のシュラウド・セグメントを通って前記第1のシュラウド・セグメント内の前記スロットへ至る流体ポートを有している請求項8記載の装置。   9. The apparatus of claim 8, further comprising a fluid port through the first shroud segment to the slot in the first shroud segment. 更に、前記障壁体と前記第2のスロットとの間に設けられた、前記タービン内のガス流路への第2の流体通路を有している請求項8記載の装置。   The apparatus of claim 8, further comprising a second fluid passageway between the barrier body and the second slot to a gas flow path in the turbine. タービン内のガス流路を封止するための方法であって、
第1のシュラウド・セグメントに設けた第1のスロットと第2のシュラウド・セグメントに設けた第2のスロットとの間に障壁体を設置する段階と、
前記障壁体と前記第1のスロットとの間の流体をタービン内のガス流路へ流れさせる段階であって、該流体が前記第1のスロット内の第1のバイパス・チャンネルを通って流れる段階と、
を有している方法。
A method for sealing a gas flow path in a turbine comprising:
Installing a barrier between a first slot in the first shroud segment and a second slot in the second shroud segment;
Flowing a fluid between the barrier and the first slot into a gas flow path in a turbine, the fluid flowing through a first bypass channel in the first slot. When,
Having a method.
更に、前記第1のスロットに設けた複数の溝を通って流体を流れさせる段階を有している請求項16記載の方法。   The method of claim 16, further comprising flowing fluid through a plurality of grooves provided in the first slot. 更に、前記第1のシュラウド・セグメント内の流体ポートを通って前記第1のシュラウド・セグメント内の前記スロットへ流体を流れさせる段階を有している請求項16記載の方法。   The method of claim 16, further comprising flowing fluid through a fluid port in the first shroud segment to the slot in the first shroud segment. 更に、前記障壁体と前記第2のスロットとの間の流体をタービン内のガス流路へ流れさせる段階であって、該流体が前記第2のスロット内の第2のバイパス・チャンネルを通って流れる段階を有している請求項16記載の方法。   And allowing a fluid between the barrier and the second slot to flow to a gas flow path in the turbine, the fluid passing through a second bypass channel in the second slot. The method of claim 16, comprising the step of flowing.
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