JP2016508566A - タービンエンジンにおけるアウターリムシールアッセンブリ - Google Patents

タービンエンジンにおけるアウターリムシールアッセンブリ Download PDF

Info

Publication number
JP2016508566A
JP2016508566A JP2015557363A JP2015557363A JP2016508566A JP 2016508566 A JP2016508566 A JP 2016508566A JP 2015557363 A JP2015557363 A JP 2015557363A JP 2015557363 A JP2015557363 A JP 2015557363A JP 2016508566 A JP2016508566 A JP 2016508566A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
assembly
seal
hot gas
airfoil member
flow path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015557363A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6448551B2 (ja
Inventor
サラム アザド グム
サラム アザド グム
ピー. ロレーロ ヴィンセント
ピー. ロレーロ ヴィンセント
リー チン−パン
リー チン−パン
エフ. マーティン ジュニア ニコラス
エフ. マーティン ジュニア ニコラス
シヴァナンド マンジット
シヴァナンド マンジット
タム コク−ムン
タム コク−ムン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of JP2016508566A publication Critical patent/JP2016508566A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6448551B2 publication Critical patent/JP6448551B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/12Cooling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F01D11/001Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between stator blade and rotor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/08Heating, heat-insulating or cooling means
    • F01D5/081Cooling fluid being directed on the side of the rotor disc or at the roots of the blades
    • F01D5/082Cooling fluid being directed on the side of the rotor disc or at the roots of the blades on the side of the rotor disc
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F01D11/02Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by non-contact sealings, e.g. of labyrinth type
    • F01D11/04Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by non-contact sealings, e.g. of labyrinth type using sealing fluid, e.g. steam
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F01D11/08Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • F01D11/12Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part
    • F01D11/122Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part with erodable or abradable material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/08Heating, heat-insulating or cooling means
    • F01D5/081Cooling fluid being directed on the side of the rotor disc or at the roots of the blades
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/20Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/202Heat transfer, e.g. cooling by film cooling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

タービンエンジンにおける高温ガス流路(34)とディスク空隙(36)との間のシールアッセンブリ(40)は、回転不能なベーンアッセンブリ(12A,12B)と、回転可能なブレードアッセンブリ(18)と、環状の翼形部材(42)とを備えており、前記ベーンアッセンブリは、ベーン列(14A,14B)と内側シュラウド(16A,16B)とを含んでおり、前記ブレードアッセンブリは、前記ベーンアッセンブリに隣接し、かつ、ブレード列(20)と、タービンローター(24)の一部を形成するタービンディスク(22)とを含んでおり、前記翼形部材は、前記高温ガス流路と前記ディスク空隙との間の径方向に位置し、かつ、前記ブレードアッセンブリから前記ベーンアッセンブリに向かって基本的に軸方向に延在しており、前記翼形部材は、当該翼形部材の径方向内面から当該翼形部材の径方向外面へ当該翼形部材を貫通して延在する、円周方向に離間された複数の流路(44)を含んでおり、前記複数の流路は、前記エンジンの動作中に前記ディスク空隙から前記高温ガス流路に向かって冷却流体のポンピングを生じさせている。

Description

本発明は、基本的にタービンエンジンにおいて使用するアウターリムシールアッセンブリに関し、より詳細には、ディスク空隙から高温ガス流路に向かって冷却流体をポンピングするために翼形部材を貫通して径方向に延在する複数の流路を含んだ環状の翼形部材を備えたアウターリムシールアッセンブリに関している。
ガスタービンエンジンなどの多段の回転機械では、流体、例えば吸入空気が圧縮機区間で圧縮され、燃焼区間で燃料と混合される。空気と燃料の混合物は、燃焼ガスを発生すべく燃焼区間において点火され、この燃焼ガスは、タービン構成部品の回転運動を生成するために当該エンジンのタービン区間内の1つまたは複数のタービン段に向けられる高温の作動ガスを定めている。前記タービン区間と前記圧縮機区間の両方は、ベーンのような固定された部品又は回転不能な部品を有しており、それらは例えばブレードのような回転可能な構成部品と、例えば高温の作動ガスの圧縮と拡張のために協働している。機械内部の多くの部品は、過熱からそれらの部品を守るために冷却流体によって冷却する必要がある。
高温のガス流路から、冷却流体が含まれている機械のディスク空隙内への高温の作動ガスの吸い込みは、例えば可縮性の高いディスク温度やブレード根元温度によってエンジンの性能と効率を低下させる。この高温のガス流路からディスク空隙内への作動ガスの吸い込みは、寿命をも低下させ、及び/又は、ディスク空隙内とその周辺の部品の故障も引き起こす。
本発明の第1の態様によれば、シールアッセンブリが、タービンエンジンにおける高温ガス流路とディスク空隙との間に設けられている。このシールアッセンブリは、回転不能なベーンアッセンブリと、回転可能なブレードアッセンブリと、環状の翼形部材とを備えている。前記ベーンアッセンブリは、ベーン列と内側シュラウドとを含んでおり、前記ブレードアッセンブリは、前記ベーンアッセンブリに隣接し、かつブレード列とタービンローターの一部を形成するタービンディスクとを含んでおり、前記翼形部材は、前記高温ガス流路と前記ディスク空隙との間の径方向に位置している。前記翼形部材は、前記ブレードアッセンブリから前記ベーンアッセンブリに向かって基本的に軸方向に延在する。さらに前記翼形部材は、当該翼形部材の径方向内面から当該翼形部材の径方向外面へ貫通して延在する円周方向に離間された複数の流路を含んでいる。前記複数の流路は、エンジンの動作中に前記ディスク空隙から前記高温ガス流路に向かって冷却流体のポンピングを生じさせている。
本発明の第2の態様によれば、シールアッセンブリが、タービンエンジンにおける高温のガス流路とディスク空隙との間に設けられている。このシールアッセンブリは、回転不能なベーンアッセンブリと、回転可能なブレードアッセンブリと、環状のシール部材と、環状の翼形部材とを備えている。前記ベーンアッセンブリは、ベーン列と内側シュラウドとを含んでおり、前記ブレードアッセンブリは、前記ベーンアッセンブリに隣接し、かつブレード列と、タービンローターの一部を形成するタービンディスクとを含んでおり、前記シール部材は、前記ベーンアッセンブリから前記ブレードアッセンブリに向かって軸方向に延在し、かつ、シール面を含んでおり、前記翼形部材は、前記高温ガス流路から径方向内側に位置し、かつ、前記ディスク空隙から径方向外側に位置している。前記翼形部材は、前記ブレードアッセンブリの軸方向に面する側からベーンアッセンブリに向かって基本的に軸方向に延在しており、さらに前記シール部材のシール面に近接する部分を含んでいる。さらに前記翼形部材は、当該翼形部材の径方向内面から当該翼形部材の径方向外面へ当該翼形部材を貫通して延在する円周方向に離間した複数の流路を含んでいる。ここでは、前記ディスク空隙から前記高温ガス流路に向けて冷却流体のポンピングが、エンジンの動作中に前記タービンローターと前記ブレードアッセンブリの回転によって前記複数の流路を介して引き起こされ、前記シールアッセンブリから高温ガスが強制的に離されることによって前記高温ガス流路から前記ディスク空隙への高温ガスの吸い込みが制限されるようになる。
この明細書は、特許請求の範囲を用いて本発明を特定し、明確な権利範囲を主張して締め括るが、本発明の詳細は、添付の図面と併せて以下の説明から理解されたい。なお図面中同様の要素には同じ参照番号が付されている。
本発明の実施態様に係るアウターリムシールアッセンブリを含んだタービンエンジンの一部を概略的に示した断面図 図1のライン2−2に沿った断面図 図1のライン3−3に沿った断面図であり、図1に示したアウターリムシールアッセンブリの翼形部材に形成された複数の流路を示す 図3の描写に類似した本発明の他の実施態様によるアウターリムシールアッセンブリの複数の流路を示した図 図3の描写に類似した本発明の他の実施態様によるアウターリムシールアッセンブリの複数の流路を示した図 図3の描写に類似した本発明の他の実施態様によるアウターリムシールアッセンブリの複数の流路を示した図
発明の詳細な説明
好ましい実施態様の以下の詳細な説明では、本明細書の一部を形成する添付の図面を参照して、本発明を実施することができる特定の実施形態を例示的に示しているが、これは本発明の限定を意味するものではない。なお本発明では発明の趣旨及び権利範囲から逸脱することなく別の実施態様が利用可能および変更可能であることも理解されたい。
図1を参照すれば、タービンエンジン10の一部が概略的に示されており、そこにはそれぞれ環状の内側シュラウド16A16Bに固定され外側ケーシング(図示せず)に懸架された各ベーン列14A,14Bを含む上流側及び下流側の固定されたベーンアッセンブリ12A,12Bと、複数のブレード20及びタービンローター24の一部を形成しているロータディスク構造部22を含んだブレードアッセンブリ18とが含まれている。上流側ベーンアッセンブリ12Aとブレードアッセンブリ18とは、総称して前記エンジン10のタービン区間26の「段」とも称され、当業者には明らかであるようにそこには複数の段が含まれている。このタービン区間26内のベーンアッセンブリとブレードアッセンブリは、前記エンジン10の長手方向軸LAを画定する軸方向で互いに離間されており、図1に示すベーンアッセンブリ12Aは、図示のブレードアッセンブリ18から見て上流側にあり、図1に示すベーンアッセンブリ12Bは、図1によるタービン区間26の吸気口26Aと排気口26Bに関して図示のブレードアッセンブリ18から見て下流側にある。
前記ロータディスク構造部22は、プラットフォーム28と、タービンディスク30と、エンジン10の動作中にローター24と共に回転するブレードアッセンブリ18に関連する任意のその他の構造部、例えば根元部分、側板、シャンクなどを含んでいてもよい。
ベーン14A,14B及びブレード20は、タービン区間26内に画定された環状の高温のガス流路34内へ延在している。高温燃焼ガスを含む高温作動ガスHGは、高温ガス流路34を通って方向付けられ、エンジン10の動作中に複数の段の続行のために、前記ベーン14A,14B及び前記ブレード20を通過して流れる。高温ガス流路34を通る作動ガスHGの通過は、ブレード20と対応するブレードアッセンブリ18の回転を引き起こし、タービンローター24に回転を提供する。
図1をさらに参照すれば、ディスク空隙36は、高温ガス流路34から径方向内側に配置されている。このディスク空隙36は、上流側ベーンアッセンブリ12Aの環状の内側シュラウド16Aとロータディスク構造22との間で軸方向に配置されている。前記内側シュラウド16Aと前記ロータディスク構造部とを冷却するために、パージエアPAのような圧縮機吐出空気を含む冷却流体がディスク空隙36内に設けられている。前記パージエアPAは、前記ディスク空隙36内への作動ガスHGの吸い込みを抑制すべく、高温ガス流路を通って流れる作動ガスHGの圧力に対抗する圧力バランスを提供している。前記パージエアPAは、前記ローター24によって形成される冷却流路(図示せず)から、及び/又は、他の上流側の流路(図示せず)から、前記ディスク空隙36に供給される。なお付加的なディスク空隙(図示せず)が、典型的には内側シュラウドの残りと、相応に隣接するロータディスク構造部との間に設けられている点に留意されたい。さらに圧縮機吐出空気とは別のタイプの冷却流体、例えば圧縮機以外の前記エンジン10部分から抽出されたエア又は外部ソースからの冷却媒体が、前記ディスク空隙36内に設けられてもよい点に留意されたい。
上流側ベーンアッセンブリ12Aとブレードアッセンブリ18の構成要素は、前記各ベーン14A及びブレード20から径方向内側で前記高温のガス経路34と前記ディスク空隙36との間に環状のシールアッセンブリ40を形成すべく協働している。この環状のシールアッセンブリ40は、高温ガス流路34からディスク空隙36内への作動ガスHGの吸い込みを防止するように支援し、さらに本明細書中に記載されるよう、ディスク空隙36の外へパージエアPAの一部を放出している。本明細書に記載のものと同様の付加的なシールアセンブリ40は、前記エンジン10内の残りの段の内側シュラウドと、隣接するロータディスク構造部との間に設けられていてもよいことに留意されたい。すなわち、高温のガス流路34から各ディスク空隙36内への作動ガスHGの吸い込み防止の支援と、前記ディスク空隙36の外へのパージエアPAの放出のために設けられていてもよい。
図1乃至3に示すように、シールアッセンブリ40は、高温のガス流路34とディスク空隙36との間で径方向に位置する環状の翼形部材42を含み、ロータディスク構造部22の軸方向に面する側22Aから上流側ベーンアッセンブリ12Aに向かって基本的に軸方向に延在している(なお前記上流側ベーンアッセンブリ12Aは、図2では明確にするために仮想線で示されていることに留意されたい)。前記翼形部材42は、図1に示すようにロータディスク構造部22の一体部分として形成されてもよいし、あるいはロータディスク構造部22から別個に形成されて、そこに固定されてもよい。図示の翼形部材42は、軸方向で見たときには基本的に円周方向で弓形の形状である(図3を参照)。図1に示すように前記翼形部材42は、好ましくは、上流側ベーンアッセンブリ12Aの内側シュラウド16Aの下流側端部16A1に重なっている。
図1乃至図3をさらに参照すれば、前記翼形部材42は、円周方向で離間された複数の流路44を含んでいる。前記複数の流路44は、前記翼形部材42を通って当該翼形部材42の径方向内面42Aから当該翼形部材42の径方向外面42Bまで延在している(図3参照)。図2に示すように、前記複数の流路44は、好ましくは環状の列に配列されており、この場合前記流路44の幅W44(図3参照)と、隣接する前記流路44間の円周方向の間隔CSP(図3参照)とは、エンジン10の個々の構成と、前記流路44を介したパージエアPA排出のための所望の構成とに依存して変更可能である。これについては以下でより詳細に説明する。図1乃至図3に示す実施態様では、前記流路44は基本的に翼形部材42を通って径方向に直線状に延在しているのに対して、図4乃至図6に示す流路44は以下で説明するようにそれとは異なった構成を有している。
図1に示すように、シールアッセンブリ40は、さらに、上流側ベーンアッセンブリ12Aの内側シュラウド16Aの基本的に軸方向に面する側16A2から延びた環状のシール部材50を含んでいる。このシール部材50は、ブレードアッセンブリ18のロータディスク構造部22に向かって軸方向に延びており、翼形部材42から径方向外側に配置され、高温のガス流路34からディスク空隙36内への高温の作動ガスHGの何らかの吸い込みが、曲がりくねった流路を通って移送されなければならないように前記翼形部材42に重なっている。シール部材50の軸方向端部50Aはシール面52を含み、このシール面52は、翼形部材42の径方向外側に延びる環状のフランジ54に近接している。シール部材50は、内側シュラウド16Aの統合部分として形成されてもよいし、または内側シュラウド16Aとは別個に形成してそこに固定してもよい。前記シール面52は、フランジ54とシール面52と接触した場合に犠牲にできるアブレイダブル材料を含んでいてもよい。
エンジン10の動作中、高温のガス流路34を通る高温の作動ガスHGの通過は、図2及び図3に示す回転方向DRにブレードアッセンブリ18とタービンローター24とを回転させる。
ブレードアッセンブリ18の回転と、ディスク空隙36と高温ガス流路34との間の圧力差、すなわちディスク空隙36内の圧力が高温ガス流路34内の圧力よりも大であることは、ディスク空隙36から流路44を通って高温ガス流路34に向かうパージエアPAのポンピングをもたらし、このことは、シールアッセンブリ40から高温作動ガスHGを強制的に離し、高温ガス流路34からディスク空隙36内への高温作動ガスHGの吸い込みが制限されるのを支援する。シールアッセンブリ40は、高温ガス流路34からディスク空隙36内への高温作動ガスHGの吸い込みを制限するので、シールアッセンブリ40は、ディスク空隙36に供給されるべき少量のパージエアPAを相応に許容し、エンジン効率は増大される。ここでは、シール部材50のシール面52と翼形部材42のフランジ54との間でディスク空隙36から高温ガス流路34に抜ける付加的なパージエアPAにも留意されたい。
本発明の一態様によれば、前記流路44の出口44A(図3参照)は、高温ガス流路34からディスク空隙36内への高温作動ガスHGの既知の吸い込み領域IA近傍に配置され(図1及び図3参照)、それによって前記出口44Aを通って流路44を出るパージエアPAが前記作動ガスHGを既知の吸い込み領域IAから強制的に離す。例えば、既知の吸い込み領域IAは、高温ガス流路34を介した高温作動ガスHGの基本的な通流方向に関して上流側ベーンアッセンブリ12Aとブレードアッセンブリ18の間に位置するブレードアッセンブリ18の上流側18Aに配置すべく決定されている(図1参照)。
ディスク空隙36と高温ガス流路34との間で、ディスク空隙36と高温ガス流路34との間の全ての漏れ流路を、シールを用いて排除若しくは最小化するこれまでの慣行手段とは対照的に、既知の吸い込み領域IAにおける翼形部材42に、本発明による流路44を設けることによって、このような流路44を含まないシールアッセンブリに比べ、高温ガス流路34からディスク空隙36内への高温作動ガスHGのより少ない吸い込みをもたらす良好なシーリング結果が見出されている。このような良好な結果は、ディスク空隙36から既知の吸い込み領域IAに向かって汲み出されるパージエアPAのより正確でかつコントロールされた放出に起因すると考えられている。
図4乃至図6を参照すれば、他の実施態様による各シールアッセンブリ140,240,340が示されており、ここでは図1乃至図3を参照して説明したものと同様の構造部には、図4においては100だけ増加した類似の参照番号、すなわち100番台の類似の参照番号が付されており、図5においては200だけ増加した類似の参照番号、すなわち200番台の類似の参照番号が付されており、そして図6においては、300だけ増加した類似の参照番号、すなわち300番台の類似の参照番号が付されている。
図4及び図5には、それらの実施態様による各流路144,244が、タービンローター(本実施形態では図示せず)の回転方向DRとは逆の方向に傾斜(図4)及び湾曲(図5)して示されている。このような各流路144,244の傾斜/湾曲は、当該流路144,244内を通り高温ガス流路に向かって放出される(当該の実施例には図示せず)パージエアPAの増量を実現するために、ディスク空隙136,236から流路144,244内へのパージエアPAのポンピングをもたらしている。それ故にこれらの実施態様によれば、さらに少ない量のパージエアPAをディスク空隙136,236内に設けることも可能と考えられている。
図6に示された実施態様による流路344は、タービンローター(本実施態様では図示せず)の回転方向DRとは逆の方向に傾斜している入口部345Aを含んでおり、それによってパージエアPAは、図4及び図5に基づき上述してきたようにディスク空隙336から流路344内へポンピングされる。但し当該実施態様では、前記流路344の中間部分345Bが曲線を含み、すなわち方向シフトを含み、そのため流路344の出口344Aはタービンローターの回転方向DRに共に傾斜している。そのような構成は、タービンローターの回転DRと同じ方向の成分を含む流れの方向で、当該実施態様による流路344からの放出されるべきパージエアPAを許容する。
本発明は特定の実施態様を例にとって説明してきたが、その他の様々な変更や修正が本発明の趣旨および権利範囲から逸脱することなく可能であることは当業者には明白であろう。したがって添付の特許請求の範囲においては、そのような変更や修正も全て本発明の権利範囲に含まれることに留意されたい。

Claims (20)

  1. タービンエンジンにおける高温ガス流路とディスク空隙との間のシールアッセンブリであって、
    前記シールアッセンブリは、
    回転不能なベーンアッセンブリと、
    回転可能なブレードアッセンブリと、
    環状の翼形部材とを備えており、
    前記ベーンアッセンブリは、ベーン列と内側シュラウドとを含んでおり、
    前記ブレードアッセンブリは、前記ベーンアッセンブリに隣接し、かつ、ブレード列と、タービンローターの一部を形成するタービンディスクとを含んでおり、
    前記翼形部材は、前記高温ガス流路と前記ディスク空隙との間の径方向に位置し、かつ、前記ブレードアッセンブリから前記ベーンアッセンブリに向かって基本的に軸方向に延在しており、
    さらに前記翼形部材は、当該翼形部材の径方向内面から当該翼形部材の径方向外面へ当該翼形部材を貫通して延在する、円周方向に離間された複数の流路を含んでおり、
    前記複数の流路は、前記エンジンの動作中に前記ディスク空隙から前記高温ガス流路に向かって冷却流体のポンピングを生じさせていることを特徴とするシールアッセンブリ。
  2. 前記複数の流路は、径方向で前記翼形部材を通って基本的に直線状に延びている、請求項1記載のシールアッセンブリ。
  3. 前記複数の流路は、それらが前記翼形部材を通って延びるにつれて少なくとも1つが円周方向に湾曲し傾斜している、請求項1記載のシールアッセンブリ。
  4. 前記複数の流路は、前記ディスク空隙から前記複数の流路内への前記冷却流体の汲み上げを生じさせるために、少なくとも1つが前記タービンローターの回転方向とは逆の方向に湾曲し傾斜している、請求項3記載のシールアッセンブリ。
  5. 前記ベーンアッセンブリから前記ブレードアッセンブリに向かって軸方向に延在する環状のシール部材が備えられており、前記シール部材は、前記翼形部材の部分に近接するシール面を含んでいる、請求項1記載のシールアッセンブリ。
  6. 前記シール部材は、前記翼形部材から径方向外側に位置し、前記翼形部材に重なっている、請求項5記載のシールアッセンブリ。
  7. 前記翼形部材は、径方向外側に延在する環状のフランジを含み、前記フランジは前記シール部材の前記シール面に近接している、請求項6記載のシールアッセンブリ。
  8. 前記シール部材の前記シール面は、前記フランジと前記シール面との間で接触が起きた場合に犠牲にできるアブレイダブル材料を含んでいる、請求項7記載のシールアッセンブリ。
  9. 前記複数の流路の出口は、前記高温ガス流路から前記ディスク空隙内への前記高温ガスの既知の吸い込み領域近傍に配置されており、それにより前記出口を通って前記複数の流路から出る冷却流体が、高温ガスを前記既知の吸い込み領域から強制的に離す、請求項1記載のシールアッセンブリ。
  10. 前記既知の吸い込み領域は、高温ガス流路を通る高温ガスの流れ方向に関して、前記ブレードアッセンブリの上流側において、前記ベーンアッセンブリと前記ブレードアッセンブリとの間に配置されている、請求項9記載のシールアッセンブリ。
  11. 前記ディスク空隙から前記高温ガス流路に向かう前記冷却流体の前記ポンピングは、前記タービンローターと前記ブレードアッセンブリの回転によって引き起こされ、前記高温ガス流路から前記ディスク空隙への高温ガスの吸い込みが、前記高温ガス流路内の前記高温ガスを前記シールアッセンブリから強制的に離すことによって制限される、請求項1記載のシールアッセンブリ。
  12. タービンエンジンにおける高温ガス流路とディスク空隙との間のシールアッセンブリであって、
    前記シールアッセンブリは、
    回転不能なベーンアッセンブリと、
    回転可能なブレードアッセンブリと、
    環状のシール部材と、
    環状の翼形部材とを備えており、
    前記ベーンアッセンブリは、ベーン列と内側シュラウドとを含んでおり、
    前記ブレードアッセンブリは、前記ベーンアッセンブリに隣接し、かつ、ブレード列と、タービンローターの一部を形成するタービンディスクとを含んでおり、
    前記シール部材は、前記ベーンアッセンブリから前記ブレードアッセンブリに向かって軸方向に延在し、かつ、シール面を含んでおり、
    前記翼形部材は、前記高温ガス流路から径方向内側に位置し、かつ、前記ディスク空隙から径方向外側に位置し、
    前記翼形部材は、前記ブレードアッセンブリの軸方向に面する側から前記ベーンアッセンブリに向かって基本的に軸方向に延在しており、さらに
    前記翼形部材は、
    前記シール部材のシール面に近接する部分と、
    前記翼形部材の径方向内面から前記翼形部材の径方向外面へ当該翼形部材を貫通して延在する円周方向に離間した複数の流路とを含んでおり、
    前記ディスク空隙から前記高温ガス流路に向けて冷却流体のポンピングがエンジンの動作中に前記タービンローターと前記ブレードアッセンブリの回転によって前記複数の流路を介して引き起こされ、前記シールアッセンブリから高温ガスが強制的に離されることによって前記高温ガス流路から前記ディスク空隙への高温ガスの吸い込みが制限されることを特徴とするシールアッセンブリ。
  13. 前記複数の流路は、径方向で前記翼形部材を通って基本的に直線状に延びている、請求項12記載のシールアッセンブリ。
  14. 前記複数の流路は、それらが前記翼形部材を通って延びるにつれて少なくとも1つが円周方向に湾曲し傾斜している、請求項12記載のシールアッセンブリ。
  15. 前記複数の流路は、前記ディスク空隙から前記複数の流路内への前記冷却流体の汲み上げを生じさせるために、少なくとも1つが前記タービンローターの回転方向とは逆の方向に湾曲し傾斜している、請求項14記載のシールアッセンブリ。
  16. 前記シール部材は、前記翼形部材から径方向外側に位置し、前記翼形部材に重なっている、請求項12記載のシールアッセンブリ。
  17. 前記翼形部材は、径方向外側に延在する環状のフランジを含み、前記フランジは前記シール部材の前記シール面に近接する前記翼形部材の部分を含んでいる、請求項12記載のシールアッセンブリ。
  18. 前記シール部材の前記シール面は、前記フランジと前記シール面との間で接触が起きた場合に犠牲にできるアブレイダブル材料を含んでいる、請求項17記載のシールアッセンブリ。
  19. 前記複数の流路の出口は、前記高温ガス流路から前記ディスク空隙内への前記高温ガスの既知の吸い込み領域近傍に配置されており、それにより前記出口を通って前記複数の流路から出る冷却流体が、前記高温ガスを前記既知の吸い込み領域から強制的に離す、請求項12記載のシールアッセンブリ。
  20. 前記既知の吸い込み領域は、高温ガス流路を通る高温ガスの流れ方向に関して、前記ブレードアッセンブリの上流側において、前記ベーンアッセンブリと前記ブレードアッセンブリとの間に配置されている、請求項19記載のシールアッセンブリ。
JP2015557363A 2013-02-15 2014-01-29 タービンエンジンにおけるアウターリムシールアッセンブリ Expired - Fee Related JP6448551B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/768,561 US8939711B2 (en) 2013-02-15 2013-02-15 Outer rim seal assembly in a turbine engine
US13/768,561 2013-02-15
PCT/EP2014/051704 WO2014124808A1 (en) 2013-02-15 2014-01-29 Outer rim seal assembly in a turbine engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016508566A true JP2016508566A (ja) 2016-03-22
JP6448551B2 JP6448551B2 (ja) 2019-01-09

Family

ID=50033521

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015557363A Expired - Fee Related JP6448551B2 (ja) 2013-02-15 2014-01-29 タービンエンジンにおけるアウターリムシールアッセンブリ

Country Status (6)

Country Link
US (2) US8939711B2 (ja)
EP (1) EP2956629A1 (ja)
JP (1) JP6448551B2 (ja)
CN (1) CN104995375B (ja)
RU (1) RU2665609C2 (ja)
WO (1) WO2014124808A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018025189A (ja) * 2016-07-22 2018-02-15 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ タービンバケット冷却
KR101937578B1 (ko) * 2017-08-17 2019-04-09 두산중공업 주식회사 터빈의 씰링구조체 및 이를 포함하는 터빈 및 가스터빈

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2754858B1 (en) * 2013-01-14 2015-09-16 Alstom Technology Ltd Arrangement for sealing an open cavity against hot gas entrainment
US9394800B2 (en) * 2013-01-21 2016-07-19 General Electric Company Turbomachine having swirl-inhibiting seal
US9777575B2 (en) * 2014-01-20 2017-10-03 Honeywell International Inc. Turbine rotor assemblies with improved slot cavities
EP2957722B1 (en) * 2014-06-18 2019-04-10 United Technologies Corporation Rotor for a gas turbine engine
US9771817B2 (en) 2014-11-04 2017-09-26 General Electric Company Methods and system for fluidic sealing in gas turbine engines
US20160123169A1 (en) * 2014-11-04 2016-05-05 General Electric Company Methods and system for fluidic sealing in gas turbine engines
US10619484B2 (en) * 2015-01-22 2020-04-14 General Electric Company Turbine bucket cooling
US10815808B2 (en) 2015-01-22 2020-10-27 General Electric Company Turbine bucket cooling
US10544695B2 (en) 2015-01-22 2020-01-28 General Electric Company Turbine bucket for control of wheelspace purge air
US10626727B2 (en) * 2015-01-22 2020-04-21 General Electric Company Turbine bucket for control of wheelspace purge air
US10590774B2 (en) 2015-01-22 2020-03-17 General Electric Company Turbine bucket for control of wheelspace purge air
WO2016143230A1 (ja) * 2015-03-06 2016-09-15 三菱重工業株式会社 ガスタービンのシール装置及びガスタービン、航空用エンジン
US9631509B1 (en) * 2015-11-20 2017-04-25 Siemens Energy, Inc. Rim seal arrangement having pumping feature
US10683756B2 (en) 2016-02-03 2020-06-16 Dresser-Rand Company System and method for cooling a fluidized catalytic cracking expander
US10669023B2 (en) 2016-02-19 2020-06-02 Raytheon Company Tactical aerial platform
US20180216467A1 (en) * 2017-02-02 2018-08-02 General Electric Company Turbine engine with an extension into a buffer cavity
US10968762B2 (en) * 2018-11-19 2021-04-06 General Electric Company Seal assembly for a turbo machine
US11215063B2 (en) 2019-10-10 2022-01-04 General Electric Company Seal assembly for chute gap leakage reduction in a gas turbine
KR102525225B1 (ko) * 2021-03-12 2023-04-24 두산에너빌리티 주식회사 터보머신

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5222742A (en) * 1990-12-22 1993-06-29 Rolls-Royce Plc Seal arrangement
US5224713A (en) * 1991-08-28 1993-07-06 General Electric Company Labyrinth seal with recirculating means for reducing or eliminating parasitic leakage through the seal
US20080056889A1 (en) * 2006-08-22 2008-03-06 General Electric Company Angel wing abradable seal and sealing method
US20090129916A1 (en) * 2007-11-19 2009-05-21 Rolls-Royce Plc Turbine apparatus
JP2010077868A (ja) * 2008-09-25 2010-04-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービンのリムシール構造
US20110193293A1 (en) * 2010-02-10 2011-08-11 Rolls-Royce Plc Seal arrangement
JP2012107620A (ja) * 2010-11-17 2012-06-07 General Electric Co <Ge> ターボ機械静翼、及びターボ機械静翼を冷却する方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3936215A (en) * 1974-12-20 1976-02-03 United Technologies Corporation Turbine vane cooling
SU556221A1 (ru) * 1975-11-20 1977-04-30 Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе Устройство дл охлаждени диска турбомашины
CN85102116A (zh) * 1985-04-01 1987-01-31 联合工艺公司 转子装配件叶片紧固槽的密封装置
US5358374A (en) 1993-07-21 1994-10-25 General Electric Company Turbine nozzle backflow inhibitor
FR2758855B1 (fr) 1997-01-30 1999-02-26 Snecma Systeme de ventilation des plates-formes des aubes mobiles
JPH10259703A (ja) 1997-03-18 1998-09-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービンのシュラウド及びプラットフォームシールシステム
US6077035A (en) 1998-03-27 2000-06-20 Pratt & Whitney Canada Corp. Deflector for controlling entry of cooling air leakage into the gaspath of a gas turbine engine
US6506016B1 (en) 2001-11-15 2003-01-14 General Electric Company Angel wing seals for blades of a gas turbine and methods for determining angel wing seal profiles
WO2003052240A2 (de) 2001-12-14 2003-06-26 Alstom Technology Ltd Gasturbinenanordnung
US7238008B2 (en) 2004-05-28 2007-07-03 General Electric Company Turbine blade retainer seal
US7225624B2 (en) * 2004-06-08 2007-06-05 Allison Advanced Development Company Method and apparatus for increasing the pressure of cooling fluid within a gas turbine engine
DE102004029696A1 (de) 2004-06-15 2006-01-05 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Plattformkühlanordnung für den Leitschaufelkranz einer Gasturbine
US7244104B2 (en) 2005-05-31 2007-07-17 Pratt & Whitney Canada Corp. Deflectors for controlling entry of fluid leakage into the working fluid flowpath of a gas turbine engine
US7189055B2 (en) 2005-05-31 2007-03-13 Pratt & Whitney Canada Corp. Coverplate deflectors for redirecting a fluid flow
GB0513468D0 (en) * 2005-07-01 2005-08-10 Rolls Royce Plc A mounting arrangement for turbine blades
US7465152B2 (en) 2005-09-16 2008-12-16 General Electric Company Angel wing seals for turbine blades and methods for selecting stator, rotor and wing seal profiles
GB0620430D0 (en) 2006-10-14 2006-11-22 Rolls Royce Plc A flow cavity arrangement
US8979481B2 (en) 2011-10-26 2015-03-17 General Electric Company Turbine bucket angel wing features for forward cavity flow control and related method
US20130170983A1 (en) * 2012-01-04 2013-07-04 General Electric Company Turbine assembly and method for reducing fluid flow between turbine components

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5222742A (en) * 1990-12-22 1993-06-29 Rolls-Royce Plc Seal arrangement
US5224713A (en) * 1991-08-28 1993-07-06 General Electric Company Labyrinth seal with recirculating means for reducing or eliminating parasitic leakage through the seal
US20080056889A1 (en) * 2006-08-22 2008-03-06 General Electric Company Angel wing abradable seal and sealing method
US20090129916A1 (en) * 2007-11-19 2009-05-21 Rolls-Royce Plc Turbine apparatus
JP2010077868A (ja) * 2008-09-25 2010-04-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービンのリムシール構造
US20110193293A1 (en) * 2010-02-10 2011-08-11 Rolls-Royce Plc Seal arrangement
JP2012107620A (ja) * 2010-11-17 2012-06-07 General Electric Co <Ge> ターボ機械静翼、及びターボ機械静翼を冷却する方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018025189A (ja) * 2016-07-22 2018-02-15 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ タービンバケット冷却
JP7019331B2 (ja) 2016-07-22 2022-02-15 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ タービンバケット冷却
KR101937578B1 (ko) * 2017-08-17 2019-04-09 두산중공업 주식회사 터빈의 씰링구조체 및 이를 포함하는 터빈 및 가스터빈

Also Published As

Publication number Publication date
CN104995375A (zh) 2015-10-21
JP6448551B2 (ja) 2019-01-09
US20140234076A1 (en) 2014-08-21
US20150071763A1 (en) 2015-03-12
US8939711B2 (en) 2015-01-27
EP2956629A1 (en) 2015-12-23
CN104995375B (zh) 2017-04-12
WO2014124808A1 (en) 2014-08-21
RU2015134099A (ru) 2017-03-21
US9260979B2 (en) 2016-02-16
RU2665609C2 (ru) 2018-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6448551B2 (ja) タービンエンジンにおけるアウターリムシールアッセンブリ
JP6189456B2 (ja) ガスタービンエンジンにおけるプラットフォームの半径方向外側を向く面に溝を含むシールアセンブリ
JP6109961B2 (ja) ガスタービンエンジンの内側シュラウドに溝を含むシール組立体
JP5491874B2 (ja) ガスタービン中の2次空気流を低減する装置およびシステム
US8419356B2 (en) Turbine seal assembly
JP6739934B2 (ja) ガスタービンのシール
US9518478B2 (en) Microchannel exhaust for cooling and/or purging gas turbine segment gaps
US20140205443A1 (en) Seal assembly including grooves in an aft facing side of a platform in a gas turbine engine
US8388310B1 (en) Turbine disc sealing assembly
US20140003919A1 (en) Finned seal assembly for gas turbine engines
US10619490B2 (en) Turbine rotor blade arrangement for a gas turbine and method for the provision of sealing air in a turbine rotor blade arrangement
CN109209519B (zh) 柔性波纹管密封件和涡轮组件
US8561997B2 (en) Adverse pressure gradient seal mechanism
JP2016133117A (ja) タービンシュラウド組立体
JP2015533995A (ja) アンダーラップ端部を有するベリーシール
EP3441564A1 (en) Tubine component comprising a platform with a depression
US20140056690A1 (en) Gas turbine
JP4913326B2 (ja) シール構造及びタービンノズル
JP7271408B2 (ja) タービンロータ
CN112585334B (zh) 轴向固定叶片的转子盘,盘和环的组件,以及涡轮机

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20161208

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20171027

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171106

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20180206

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20180404

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180507

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20181105

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20181204

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6448551

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees