JP4395716B2

JP4395716B2 - シールプレート構造

Info

Publication number: JP4395716B2
Application number: JP2003322966A
Authority: JP
Inventors: 伸也田尾
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2003-09-16
Filing date: 2003-09-16
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2023-09-16
Also published as: JP2005090304A

Description

本発明はシールプレート構造に関するものである。

ガスタービンエンジンにおいては、燃焼器とタービン静翼構造体との間には、隙間が形成されるため、従来からリーフシールが設けられており、リーフシールを設けた例は図３〜図６に示されている。図中、１はガスタービンの燃焼器２を構成するケーシングであり、ケーシング１の下流側端部には、ケーシング１の径方向外方へ突出するフランジ１ａが形成され、フランジ１ａの径方向外端部には、燃焼ガス流れ方向Ｄ下流側に突出する突出部１ｂが一体的に形成されている。

３は燃焼器２の燃焼ガス流れ方向Ｄ下流側に配置されたタービン静翼構造体であり、タービン静翼構造体３は、ノズルバンド４とノズルバンド４に固設された静翼５を備えている。又、６は燃焼器２とタービン静翼構造体３との間に形成された隙間である。

ノズルバンド４のケーシング１側端部近傍外周には、断面がＵ字状の溝４ａが形成されていると共に、ノズルバンド４の外周には、溝４ａの縁に近接して、径方向外方へ突出する複数のブラケット７が、円周方向へ間隔を置いて固設されている。

又、ケーシング１の突出部１ｂとノズルバンド４に固設したブラケット７との間には、ケーシング１の径方向内方一端部がノズルバンド４に形成した溝４ａ内に位置して溝４ａの縁部に当接し、且つ、ケーシング１の径方向外方他端部がケーシング１の突出部１ｂ先端に当接するようにしたリーフシール８が配設されている。而して、ケーシング１の外側を矢印方向へ送給される空気Ａはリーフシール８によりシールされ、隙間６からタービン静翼構造体３の燃焼ガス通路内に漏洩しないようになっている。

リーフシール８はノズルバンド４の円周方向へ複数に分割されて円弧状に形成され、各リーフシール８はリーフシール８の両端部に穿設したピン孔８ａに挿通されたピン９を介して、ブラケット７に支持されている。

図５、図６に示すように、円周方向へ隣り合うリーフシール８間には、ピン孔８ａに重ならないようにして空気漏洩防止板１０がリーフシール８間の隙間１１を塞ぐよう配設され、空気漏洩防止板１０のリーフシール８円周方向一端側はスポット溶接１２により、一方のリーフシール８の端部に固設され、空気漏洩防止板１０の他方のリーフシール８側の端部は、リーフシール８の円周方向への熱変形に支障なきよう、当該リーフシール８の表面に当接している。

而して、ケーシング１の外側を送給された冷却空気Ａは、タービン静翼構造体３のノズルバンド４に形成した図示してない孔から静翼５内に流入し、静翼５を冷却して燃焼ガス通路に排出され、燃焼器２からの燃焼ガスＧと共に、下流へ送給される。又、燃焼ガスによりタービンが駆動される。

又この際、ケーシング１の外側を送給された冷却空気Ａにより、リーフシール８は圧力を受けて、ピン９の軸線方向へ摺設され、そのケーシング１側に向いた面はケーシング１の突出部１ｂ先端及びノズルバンド４の溝４ａの縁部に当接する。

このため、ケーシング１とタービン静翼構造体３のノズルバンド４との間の隙間６は、リーフシール８によりシールされた状態となっており、冷却空気Ａが隙間６から燃焼ガス通路に漏洩することを防止することができる。

又、円周方向へ隣合うリーフシール８間の隙間１１は空気漏洩防止板１０によりシールされているため、この隙間１１から冷却空気Ａが燃焼ガス通路に漏洩することも防止できる。

リーフシール８が円周方向へ熱変形しても、空気漏洩防止板１０のスポット溶接１２を施していないフリー状態の側は、リーフシール８の表面に対し摺動するため、冷却空気Ａの漏洩を確実に防止でき、エンジンの運転には何等支障が生じない。

一方、ガスタービンのステータシュラウド及びノズルバンドのためのリーフシールとして、特許文献１に示すごときものがある。該リーフシールでは、シールプレートの一端は隣接するシュラウドセグメントをシールするためのオーバラップを含んでいる。
特開２００１−３２３０８４号公報

図５、図６に示す従来例では、空気漏洩防止板１０は小さく且つスポット溶接１２によりリーフシール８に固定されているだけであるため、組立て時やエンジン運転中の伸びによるリーフシール８に対する干渉で力を受けて脱落する虞がある。又、特許文献１のものにおいても、オーバラップの部分は小片状であり、しかも、リーフシールに対する固設に考慮を払っている旨の記述もないため、図５、図６に示す空気漏洩防止板１０と同様、組立て時やエンジン運転中の伸びによるシールプレートに対する干渉で力を受けて脱落する虞がある。

本発明は、斯かる実情に鑑み、リーフシールのようなシールプレートの端部に固設した空気漏洩防止板が組立て時やエンジン運転中に脱落しないようにすることを目的としてなしたものである。

請求項１のシールプレート構造は、内部に高温ガス流体が流通し得ると共に軸線方向へ熱変形し得る前後の機器の間に形成された隙間をシールするためのシールプレートを備え、該シールプレートは、円周方向へ複数に分割されると共に、前記機器の軸線方向へ向いた案内体に摺動自在に嵌合されて機器径方向一端側が一方の機器の被当接部に当接し、機器径方向他端側が他方の機器の被当接部に当接するよう構成され、円周方向へ隣合うシールプレート間には、シールプレート間に形成された隙間からの空気の漏洩を防止するために空気漏洩防止板が配設されたシールプレート構造であって、前記空気漏洩防止板の円周方向へ隣り合う一方のシールプレート側端部は、当該空気漏洩防止板に形成した案内体挿通孔を介して、前記案内体に支持されると共に、前記案内体の径方向外方における複数箇所において前記一方のシールプレート側端部にスポット溶接されているものである。

請求項２のシールプレート構造においては、前記機器は燃焼器及びタービン静翼構造体であり、請求項３のシールプレート構造においては、空気漏洩防止板の厚さはシールプレートよりも薄く形成されている。

本発明の請求項１〜３記載のシールプレート構造によれば、空気漏洩防止板はシールプレートに対し溶接により固定されると共に、案内体挿通孔を介して案内体に支持されているため、組立て時やエンジン運転中の熱変形によるシールプレートに対する干渉により、空気漏洩防止板に力が作用して万が一、溶接が取れても、空気漏洩防止板は脱落することなく、従って、エンジンの性能に影響を与えることを防止することができ、その結果、エンジンの信頼性が向上し、又、請求項３の場合は、空気漏洩防止板の厚さはシールプレートよりも薄いため、シールプレートに対するなじみが良好で、シールプレート間の隙間のシール性を良好に保持することができる。

以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
図１、図２は本発明を実施する形態の一例であって、燃焼器２やタービン静翼構造体３の構成は、図３、図４に示すものと同一である。而して、本図示例の特長とするところは、空気漏洩防止板１０のスポット溶接１２を行う側をリーフシール８のピン孔８ａを覆うまで延長して、空気漏洩防止板１０にピン孔８ａと合致するピン孔１０ａを穿設し、空気漏洩防止板１０をスポット溶接１２によりリーフシール８に固定すると共にピン９によっても支持し得るようにした点である。又、空気漏洩防止板１０の板厚はリーフシール８の板厚よりも薄く、リーフシール８の約１／２の厚さである。

本図示例によれば、空気漏洩防止板１０はリーフシール８に対しスポット溶接１２により固定されると共に、ピン孔１０ａを介してピン９に支持されているため、組立て時やエンジン運転中の伸びによるリーフシール８に対する干渉により、空気漏洩防止板１０に力が作用して万が一、スポット溶接１２が取れても、空気漏洩防止板１０は脱落することなく、従って、エンジンの性能に影響を与えることを防止することができ、エンジンの信頼性が向上する。

又、空気漏洩防止板１０の厚さはリーフシール８よりも薄いため、リーフシール８に対するなじみが良好で、隙間１１のシール性を良好に保持することができる。

通常の運転時の作動は図３〜図６に示すものと同じであるため、説明は省略する。

なお、本発明のシールプレート構造は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明のシールプレート構造の実施の形態の一例を示す正面図である。図１の平面図である。燃焼器とタービン静翼構造体との部分の概要を示す一般的な斜視図である。図３のＩＶ−ＩＶ方向矢視図である。図３、図４に示すリーフシールの従来例の正面図である。図５の平面図である。

符号の説明

１ｂ突出部（被当接部）
２燃焼器（機器）
３タービン静翼構造体（機器）
４ａ' 縁部（被当接部）
５静翼
６隙間
８リーフシール（シールプレート）
８ａピン孔（案内体挿通孔）
９ピン（案内体）
１０空気漏洩防止板
１０ａピン孔（案内体挿通孔）
１１隙間
１２スポット溶接(溶接)
Ａ冷却空気（空気）
Ｇ燃焼ガス（高温ガス流体）

Claims

内部に高温ガス流体が流通し得ると共に軸線方向へ熱変形し得る前後の機器の間に形成された隙間をシールするためのシールプレートを備え、該シールプレートは、円周方向へ複数に分割されると共に、前記機器の軸線方向へ向いた案内体に摺動自在に嵌合されて機器径方向一端側が一方の機器の被当接部に当接し、機器径方向他端側が他方の機器の被当接部に当接するよう構成され、円周方向へ隣合うシールプレート間には、シールプレート間に形成された隙間からの空気の漏洩を防止するために空気漏洩防止板が配設されたシールプレート構造であって、前記空気漏洩防止板の円周方向へ隣り合う一方のシールプレート側端部は、当該空気漏洩防止板に形成した案内体挿通孔を介して、前記案内体に支持されると共に、前記案内体の径方向外方における複数箇所において前記一方のシールプレート側端部にスポット溶接されていることを特徴とするシールプレート構造。
前記機器は燃焼器及びタービン静翼構造体である請求項１記載のシールプレート構造。
空気漏洩防止板の厚さはシールプレートよりも薄い請求項１又は２記載のシールプレート構造。