JP3462695B2 - ガスタービン動翼シール板 - Google Patents

ガスタービン動翼シール板

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JP3462695B2
JP3462695B2 JP05753597A JP5753597A JP3462695B2 JP 3462695 B2 JP3462695 B2 JP 3462695B2 JP 05753597 A JP05753597 A JP 05753597A JP 5753597 A JP5753597 A JP 5753597A JP 3462695 B2 JP3462695 B2 JP 3462695B2
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康意 富田
宏紀 福野
栄作 伊藤
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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
    • F01D11/006Sealing the gap between rotor blades or blades and rotor

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明はガスタービン動翼に
導かれる冷却空気の漏れを防止するガスタービン動翼シ
ール板に関する。 【0002】 【従来の技術】図6は従来のガスタービン動翼のプラッ
トフォーム部分のシール構造を示す斜視図であり、図7
はそのC−C矢視図である。両図において、1は動翼
で、1′は隣接する動翼である。2は動翼1のプラット
フォーム、2′はその隣接する動翼1′のプラットフォ
ームである。3はプラットフォーム2下部のシャンク
部、4は翼間のシールピン、5は端部シールピンであ
り、これらシールピン4,5は図6に示すように翼根部
に円周状に配置された動翼1の各プラットフォーム2と
2′の間の隙間に挿入され、翼間をシールしてプラット
フォーム2下部のシャンク部より翼1内へ導入される冷
却空気がこれら隣接する隙間から高温ガス通路にもれ
るのを防止している。 【0003】図8は図7におけるD−D断面図であり、
プラットフォーム2には溝6が設けられ、この溝6にシ
ールピン4が係合し、プラットフォーム2と2′間をシ
ールしている。このプラットフォーム2,2′間の隙間
dは1.5mm〜2.0mm程度であり、この隙間dをシー
ルするには直径2〜3mm程度のシールピン4が前後方向
に伸びて設けられている。 【0004】又、図7に示すように、プラットフォーム
2の両端は、このシールピン4の両端部と一端が接し、
傾斜して端部シールピン5が設けられてプラットフォー
ム2,2′間の下部をシールしている。このシールピン
4は、図8に示すように溝6内に係合しており、遠心力
によってシールピン4が矢印で示すように上方に押され
ると溝6のテーパ部にシールピン4が当接し、隙間を閉
ぐようになり、空気が漏れにくくなるものである。 【0005】図9は図7におけるE−E矢視図であり、
互に隣接するプラットフォーム2と2′の両端部2a,
2a′を示し、隣接する端部2a,2a′間には隙間7
があり、この部分は前述のシールピン4,5ではカバー
されず、図7に8a,8bで示すように、この隙間7を
通り、シャンク部3から動翼1に導かれる冷却空気の一
部がもれることになる。 【0006】上記のような構成により、図示しないター
ビンロータからの冷却空気がタービンディスクを通り、
プラットフォーム2下部のシャンク部3に導かれ、動翼
1内の図示しない冷却空気用の通路に導かれ、動翼1を
冷却するが、前述のように各プラットフォーム間をシー
ルピン4,5でシールして冷却空気が高温燃焼ガス通路
へもれるのを防止している。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】前述の従来のガスター
ビン動翼のプラットフォーム間のシールは、シールピン
4,5よりシールする構造であるが、プラットフォー
ム2の両端部2a,2bは図9に示すように隣接するプ
ラットフォームとの間に隙間7が有り、シール性が不充
分であった。従ってプラットフォーム2の下部へ導かれ
る冷却空気の一部は、図7にも8a,8bで示すよう
に、この隙間7より外部へもれ、高温燃焼ガス通路へ逃
げてしまい、そのためにガスタービンの性能に悪影響を
及ぼしていた。 【0008】そこで、本発明は、隣接するプラットフォ
ーム間からの冷却空気の外部への漏れを、シールピンに
より防ぐと共に、更にプラットフォームの端部の隙間か
らの漏れを防止してシール性能を高めるガスタービン動
翼シール板を提供することを課題としている。 【0009】更に、上記のシール板を隣接するプラット
フォーム間の隙間に容易に装着できるような形状とする
ガスタービン動翼シール板を提供することを課題として
いる。 【0010】 【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、次の手段を提供する。 【0011】転軸の周囲に円周状に配置された複数の
動翼の各プラットフォーム間にシールピンを挿入し、隣
接する各プラットフォーム間の下部から漏れる冷却空気
をシールするガスタービンの動翼において、前記各プラ
ットフォームの回転軸方向前後に伸びるフランジ部の4
隅に、ほぼ回転軸方向に伸びる溝を穿設すると共に、同
溝にシール板を挿入し、同シール板は隣接する各プラッ
トフォーム間にわたって挿入され、前記シール板はV型
形状の弾性部材からなり、溝に挿入後、バネ力により広
がり、同溝内に圧接して固定され、同プラットフォーム
間の隙間を塞ぐことを特徴とするガスタービン動翼シー
ル板。 【0012】 【0013】本発明の上記手段においては、隣接するプ
ラットフォーム端部の間の隙間はシール板で塞がれるの
で、プラットフォーム下部から動翼内へ導かれる冷却空
気は、この隙間から漏れることがなく、従来から存在す
るシールピンと共にシールを確実に行うことができる。
従って従来、このようなシール板がないものと比べてシ
ール性能が向上する。 【0014】更に、シール板が弾性材からなるV型形状
であり、溝内への挿入はV型の開放部を押して縮めるこ
とにより容易に行うことができる。挿入後は弾性材の復
元力により元のV型形状に戻そうとして溝内で広がり、
溝の上下側面に押し付けて固定される。又、メインテナ
ンス時の取外しには同様にV型開放部をつまみ、縮める
ことにより容易に溝内から取出すことができる。 【0015】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基いて具体的に説明する。図1は本発明の実施
の一形態に係るガスタービン動翼シール板の配置を示す
斜視図、図2は図1におけるA−A矢視図である。両図
において符号1乃至7の構成は従来のものと同一機能を
有するので詳しい説明は省略し、そのまま引用して説明
するが、本発明の特徴部分は符号10で示すシール板と
その取付用の溝20の部分にある。以下、これらの特徴
部分につき詳しく説明する。 【0016】図1,図2において、動翼1のプラットフ
ォーム2には従来と同じく溝6にシールピン4が設けら
れ、更に、両端部もそれぞれ端部シールピン5を設け、
プラットフォーム2の下部がシールされ、各プラットフ
ォーム間も同様にシールされている。 【0017】プラットフォーム2の両端部2a,2bに
は、それぞれ隣接するプラットフォーム2′に亙って溝
20が隙間7に直交するように設けられており、この溝
20の長さは図2に示すように端部シールピン5の終端
部を含む範囲まで伸びて加工されている。 【0018】この溝20はプラットフォーム2,2′の
両方に亙って設けられているので、溝20内に後述する
シール板10が挿入され、バネ力で溝20内に固定され
ている。従って隙間7の空間はこのシール板10によっ
て完全に上下で区分され、シャンク部3の空間部とこの
隙間7を介した外部との連通は完全にシールされること
になる。 【0019】図3は図1のプラットフォーム端部2aの
拡大した詳細図であり、溝20が前後方向に伸びて端部
シールピン5の下部を含む範囲、もしくはこれを越える
領域まで加工されている。この溝20の上下の幅t1
約2mm程度とし、入口端には突起状のツメ21が設けら
れている。このような溝20が両端部2a,2bに設け
られ、図示のようなシール板10が挿入される。 【0020】シール板10は図3に示すように、V型
(クリップ型)形状で、V型の下端部は溝20内のツメ
21に係合できる程度短くしている。その材質は厚さ
0.3mm程度の弾性部材、例えば、ハステロイド等の5
00℃〜600℃の温度に耐える材料が用いられ、V型
開放部の寸法t2 が溝20の幅t1 より若干大きな寸法
とし、挿入時にはV型開放部を寸法t3 よりも小さく縮
ませて溝20内に挿入でき、挿入後はバネ力により溝2
0内で復元して上下の側面に押付けられて固定されるも
のである。 【0021】図4は図3の状態からシール板10が前述
のように溝20内に挿入され、バネ力Fにより復元して
ツメ21の突起に係合し、溝20内に完全に固定された
状態を示し、図5は図4におけるB−B断面図を示し、
互に隣接する端部2a,2a′に亙り、シール板10が
溝20内に挿入され、隙間7を完全に塞いでいる。 【0022】これらの図に示すように、溝20は隣接す
るプラットフォーム端部2a,2a′の両方に、全体の
幅で約10mm程度とし、シール板も10mmより若干小さ
な幅として挿入され、隙間7を完全に上下に塞ぎ、この
部分をシールするので、従来からあるシールピン4、端
部シールピン5と共に隣接するプラットフォーム2間を
完全にシールでき、この部分から高温燃焼ガス通路へも
れる冷却空気の逃げを防止することができる。又、メイ
ンテナンス時にはV型開放部をつまみ、縮ませて溝20
内より容易に引出すことができる。 【0023】 【発明の効果】本発明は、回転軸の周囲に円周状に配置
された複数の動翼の各プラットフォーム間にシールピン
を挿入し、隣接する各プラットフォーム間の下部から漏
れる冷却空気をシールするガスタービンの動翼におい
て、前記各プラットフォームの回転軸方向前後に伸びる
フランジ部の4隅に、ほぼ回転軸方向に伸びる溝を穿設
すると共に、同溝にシール板を挿入し、同シール板は隣
接する各プラットフォーム間にわたって挿入され、前記
シール板はV型形状の弾性部材からなり、溝に挿入後、
バネ力により広がり、同溝内に圧接して固定され、同プ
ラットフォーム間の隙間を塞ぐことを特徴としているの
で、隣接するプラットフォーム端部間の隙間がシール板
によって塞がれ、この部分をシールし、冷却空気のもれ
をなくし、ガスタービンのシール性能を向上してタービ
ン性能が良くなる。 【0024】更に、シール板は溝内に容易に挿入するこ
とができ、バネ力により溝内に簡単に固定することがで
きる。又、メインテナンス時にも容易に取外すことがで
きる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施の一形態に係るガスタービン動翼
シール板の取付状態を示す斜視図である。 【図2】図1におけるA−A矢視図である。 【図3】図1におけるプラットフォーム端部の拡大図と
シール板を示す図である。 【図4】図1におけるプラットフォーム端部の拡大図
で、シール板を挿入した状態を示す。 【図5】図4におけるB−B断面図である。 【図6】従来のガスタービン動翼のプラットフォーム部
分のシール状態を示す斜視図である。 【図7】図6におけるC−C矢視図である。 【図8】図7におけるD−D断面図である。 【図9】図7におけるE−E矢視図である。 【符号の説明】 1 動翼 2 プラットフォーム 4 シールピン 5 端部シールピン 6 溝 7 隙間 10 シール板 20 溝 21 ツメ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−108802(JP,A) 特開 平8−326504(JP,A) 特開 昭60−1471(JP,A) 特開 平7−305602(JP,A) 特開 昭58−32906(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01D 1/00 - 11/10 F02C 1/00 - 9/58

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 回転軸の周囲に円周状に配置された複数
    の動翼の各プラットフォーム間にシールピンを挿入し、
    隣接する各プラットフォーム間の下部から漏れる冷却空
    気をシールするガスタービンの動翼において、前記各プ
    ラットフォームの回転軸方向前後に伸びるフランジ部の
    4隅に、ほぼ回転軸方向に伸びる溝を穿設すると共に、
    同溝にシール板を挿入し、同シール板は隣接する各プラ
    ットフォーム間にわたって挿入され、前記シール板はV
    型形状の弾性部材からなり、溝に挿入後、バネ力により
    広がり、同溝内に圧接して固定され、同プラットフォー
    ム間の隙間を塞ぐことを特徴とするガスタービン動翼シ
    ール板。
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