JPH02298604A - Blade tip leakage preventing device for axial flow fluid machine - Google Patents
Blade tip leakage preventing device for axial flow fluid machineInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
本発明は、アブレイダブルシールの取付構造を改良した
軸流々体機械の翼端漏洩を防止する装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a device for preventing blade tip leakage of an axial fluid machine with an improved abradable seal mounting structure.
(従来の技術)
圧縮機やタービン等の軸流々体機械において、高速で回
転する動翼の先端とケーシングの間には、ある程度の隙
間を設けることが構造上必要であるが、この隙間からの
作動流体の漏洩に起因する損失は、軸流々体機械の性能
に大きな影響を与えるため、従来よりこの損失の低減の
ための努力がなされている。この漏洩は、上記のように
、!?II”Aの先端とケーシングの間に隙間が存在す
ることによるので、この隙間を小さくすることによって
損失が低下することは明らかである。(Prior art) In axial fluid machines such as compressors and turbines, it is structurally necessary to provide a certain amount of clearance between the tip of the rotor blade that rotates at high speed and the casing. Since losses caused by leakage of working fluid greatly affect the performance of axial fluid machines, efforts have been made to reduce these losses. This leak, as mentioned above! ? Since there is a gap between the tip of II''A and the casing, it is clear that the loss is reduced by reducing this gap.
しかし、この隙間量は遠心力による動翼の伸び、熱によ
る翼あるいはケーシングの変形1回転時におけるロータ
のijX上かり等が複雑に影響し機械の運転状態によっ
て変化する。また、このため隙間量の正確な子側も困霊
がともなう。さらに万一動翼がケーシングに接触して動
翼が損傷した場合。However, this amount of clearance is complicatedly influenced by elongation of the rotor blades due to centrifugal force, deformation of the blades or casing due to heat, and the rise of ijX of the rotor during one revolution, and changes depending on the operating state of the machine. Moreover, for this reason, even the child side whose gap amount is accurate will be in trouble. Furthermore, in the unlikely event that the rotor blades come into contact with the casing and are damaged.
機械全体に影響をおよぼす重大事故に至る可能性が大き
いこと、工作上の精度の問題等も含め、理論上可能と考
えられる最小の隙間量(即ち、!fi]’Aとケーシン
グが最も接近する運転条件において隙間量が必要最小限
度となる)に対しである程度のマージンを与えることが
必要となる。したがって、現実にはこの隙間を小さくす
ることには限度があつた・
このため、この漏洩損失を低減し、流体機械を高性能化
するため、いくつかの方法が案出されて実用に供されて
いるが、このうち、ケーシングの動翼に対向する位置に
摩耗性シール部材(アブレイダブルシール)を配置する
方法は、最も簡単で効果も大きいためにかなり広く利用
されている。The casing is closest to the minimum clearance amount (i.e., !fi]'A that is considered theoretically possible, including the possibility of a serious accident affecting the entire machine and problems with machining accuracy. It is necessary to provide a certain margin for the amount of clearance (the amount of clearance is the minimum required under the operating conditions). Therefore, in reality, there is a limit to how small this gap can be made. Therefore, in order to reduce this leakage loss and improve the performance of fluid machinery, several methods have been devised and put into practical use. However, among these methods, the method of arranging an abradable seal member (abradable seal) at a position facing the rotor blade of the casing is the simplest and most effective and is therefore quite widely used.
(例えばUS、PAT[ENT No、3,580,6
92あるいはAGAPD−CP−237等の文献)
この方法は、万一動翼先端が接触した場合においても、
アブレイダブルシールが摩耗あるいは変形することによ
り、動翼に損傷を与えることを防ぐものであるが、この
方法を用いれば上記隙間量のマージンを小さくすること
が可能であり、また、もっと積極的に翼とアブレイダブ
ルシールが接触するように隙間量を設定することも可能
である。(For example, US, PAT [ENT No. 3,580,6
92 or documents such as AGAPD-CP-237) This method allows even if the tips of the rotor blades contact each other,
This method prevents damage to the rotor blades due to wear or deformation of the abradable seal, but by using this method, it is possible to reduce the above-mentioned clearance margin, and it is also possible to It is also possible to set the amount of clearance so that the blade and the abradable seal are in contact with each other.
このアブレイダブルシールは、ハニカム、金属繊維を焼
結したもの、軟質金属のコーティング等を用いることが
案出されているが、ハニカムを用いた場合にはラビリン
ス効果による漏洩量の減少も合わせて期待することがで
きる。This abradable seal has been devised to use honeycomb, sintered metal fibers, soft metal coating, etc., but when honeycomb is used, it also reduces leakage due to the labyrinth effect. You can expect it.
(発明が解決しようとする課題)
このようにアブレイダブルシールを用いることによって
軸流々体機械の翼端漏洩損失を減少させることが期待で
きるが、アブレイダブルシールと動翼が接触した場合の
動翼におよぼす力は、翼に損傷を与えないためには可能
な限り小さいことが望ましく、アブレイダブルシールを
選定する場合には、この点に対して慎重な配慮が必要で
あった。(Problem to be solved by the invention) Although it is expected that the blade tip leakage loss of an axial fluid machine can be reduced by using an abradable seal in this way, when the abradable seal and the rotor blade come into contact, It is desirable that the force exerted on the rotor blade be as small as possible in order to prevent damage to the blade, and when selecting an abradable seal, careful consideration was needed to this point.
これは特に翼厚さが薄い圧縮機動翼に対してこの技術を
適用とする場合に重要な問題となる。一方動翼にかかる
力はその接触の状況によって大きく異なる。また、アブ
レイダブルシールムを使用してラビリンス効果を期待す
る場合、動翼が接触してハニカムを変形させるようなこ
とは望ましくない。This becomes an important problem especially when this technology is applied to compressor rotor blades with thin blade thickness. On the other hand, the force applied to the rotor blades varies greatly depending on the contact situation. Furthermore, when using an abradable seal member and expecting a labyrinth effect, it is undesirable for the rotor blades to come into contact and deform the honeycomb.
以上のような理由から、アブレイダブルシールと動翼が
接触する場合においても、過大な力が作用することを防
ぎ、翼あるいはアブレイダブルシールの損傷を防ぐ方法
の出現が望まれていた。For the reasons mentioned above, there has been a desire for a method to prevent excessive force from being applied even when the abradable seal and the rotor blade come into contact with each other, thereby preventing damage to the blade or the abradable seal.
本発明の目的は、アブレイダブルシールと動翼の先端が
接触した場合においても、過大な力が作用しないような
動翼とアブレイダブルシールの相対関係を維持できるア
ブレイダブルシールの取付部を持つ軸流々体機械の翼端
漏洩防止装置を提供するにある。An object of the present invention is to provide an abradable seal mounting part that can maintain a relative relationship between the rotor blade and the abradable seal so that no excessive force is applied even when the abradable seal and the tip of the rotor blade come into contact with each other. The present invention provides a blade tip leakage prevention device for an axial fluid machine.
(課題を解決するための手段)
本発明による軸流々体機械の翼端漏洩防止装置は,周方
向に分割されたアブレイダブルシールがケーシングに固
定的に取りつけられるのではなく。(Means for Solving the Problems) In the blade tip leakage prevention device for an axial fluid machine according to the present invention, abradable seals divided in the circumferential direction are not fixedly attached to the casing.
ケーシングに周方向に切られた溝によって軸方向の位置
を限定され、かつ半径方向の動きは比較的自由であるよ
うな取付部によって取りつけられることを特徴としてい
る。It is characterized in that it is mounted by a mounting portion whose axial position is limited by a groove cut in the circumferential direction of the casing, and which allows relatively free movement in the radial direction.
(作 用)
本発明によれば、アブレイダブルシールは半径方向には
比較的自由に取付けられているため、動翼先端とアブレ
イダブルシールの接触量が多く、過大な力が作用するよ
うな場合には、アブレイダブルシールが半径方向外向き
に移動することによってこの力を弱め、翼あるいはアブ
レイダブルシールの担当を防ぐことができる。(Function) According to the present invention, since the abradable seal is installed relatively freely in the radial direction, there is a large amount of contact between the rotor blade tip and the abradable seal, and excessive force may not be applied. In such cases, the abradable seal can move radially outward to reduce this force and prevent the wing or abradable seal from taking over.
(実施例)
以下、本発明を第1図および第2図に示す一実施例を参
照して説明する。第1図において、f!lJ翼1はロー
タ2とともに回転し、静止しているケーシング3に取り
つけられているアブレイダブルシール4とはクリアラン
ス量CIAを保っている.。(Example) The present invention will be described below with reference to an example shown in FIGS. 1 and 2. In FIG. 1, f! The lJ blade 1 rotates together with the rotor 2, and maintains a clearance amount CIA from the abradable seal 4 attached to the stationary casing 3. .
本発明においては、アブレイダブルシールの取付部5は
,第1図に示すように丁字形の断面形状をしており、同
じく丁字形の断面形状をもつケーシングに設けられた溝
6にはめこまれている。取付部5は溝6と半径方向ジヨ
イント面7と軸方向ジヨイント而8で接触しており、半
径方向ジヨイント而7によって半径方向側への動きを、
軸方向ジヨイント面8で軸方向左側への動きを拘束され
ている。In the present invention, the mounting portion 5 of the abradable seal has a T-shaped cross section as shown in FIG. 1, and fits into a groove 6 provided in the casing which also has a T-shaped cross section. It is rare. The mounting portion 5 is in contact with the groove 6, the radial joint surface 7, and the axial joint 8, and the radial joint 7 prevents movement in the radial direction.
Movement to the left in the axial direction is restrained by the axial joint surface 8.
第1図においては図の左側より右側、即ち作動流体の上
流より下流の方が圧力が高い状態を考えているので、ア
ブレイダブルシール4および取付部5は図の左側に押し
つけられ、軸方向の位置は完全に拘束される。−カキ径
方向外向きの動きはある程度許されている。また、取付
部5と取付溝6の間にはバネ9が配置されている。In Fig. 1, we are considering a situation where the pressure is higher on the right side than on the left side of the figure, that is, the pressure is higher on the downstream side than the upstream side of the working fluid, so the abradable seal 4 and the mounting part 5 are pressed against the left side of the figure, and in the axial direction. The position of is completely constrained. - Some radial outward movement of the oyster is allowed. Further, a spring 9 is arranged between the mounting portion 5 and the mounting groove 6.
さらに本発明においては、アブレイダブルシール4およ
び取付部5は第2図に示すように周方向に分割されて弓
形の断面形状をしている。バネ9は最も簡+1tなL形
の形状のものを用いている。Further, in the present invention, the abradable seal 4 and the mounting portion 5 are divided in the circumferential direction and have an arcuate cross-sectional shape, as shown in FIG. The spring 9 has the simplest L-shape.
このように構成された本発明の軸流々体機械の翼端漏洩
防止装置において、いま、運転条件の変化等の理由によ
ってクリアランスQCQが減少し、cfl=oとなった
時に動R1の先端とアブレイダブルシール4は接触する
ことになる。In the blade tip leakage prevention device for an axial fluid machine of the present invention configured as described above, when the clearance QCQ decreases due to changes in operating conditions and cfl=o, the tip of the dynamic fluid R1 and the The braidable seal 4 will come into contact.
さらにクリアランス量CQが減少して負となった場合、
もしアブレイダブルシール4がケーシング3に固定的に
取りつけられていたならば、アブレイダブルシール4は
動翼1によって概ねlllだけ削り取られる。このとき
動翼先端がアブレイダブルシールに侵入する速度ACI
IIが作用する力にΔを
大きな影響を与える。即ち、クリアランス量CQが急激
に減少した場合には大きな力が発生し、翼に損傷を与え
る原因となる。If the clearance amount CQ further decreases and becomes negative,
If the abradable seal 4 were fixedly attached to the casing 3, the abradable seal 4 would be scraped off by the rotor blade 1 by approximately lll. At this time, the speed ACI at which the rotor blade tip enters the abradable seal
Δ has a large influence on the force exerted by II. That is, if the clearance amount CQ suddenly decreases, a large force will be generated, causing damage to the blade.
本発明によれば、このようにクリアランスM、CQが急
激に減少して接触した場合には、アブレイダブルシール
4および取付部5が半径方向外向きに移動し、作用する
力を軽減することができる。本発明において、取付部5
と取付溝6の間に配置されているバネ9は取付部5を半
径方向内向きに押しつけているが、これによってアブレ
イダブルシール4の半径方向の位置の精度を上げるとと
もに、接触時に作用する力とアブレイダブルシール4の
摩耗量をコントロールすることができる。According to the present invention, when the clearances M and CQ suddenly decrease and come into contact, the abradable seal 4 and the mounting portion 5 move radially outward to reduce the applied force. I can do it. In the present invention, the mounting portion 5
The spring 9 disposed between the abradable seal 4 and the mounting groove 6 presses the mounting portion 5 radially inward, thereby increasing the accuracy of the radial position of the abradable seal 4 and acting upon contact. The force and amount of wear of the abradable seal 4 can be controlled.
このように本発明においては、動翼1の先端とアブレイ
ダブルシール4が急激に接触し、翼の損傷をまねく恐れ
がある時においても、アブレイダブルシール4は半径方
向には比較的自由に移動可能な取付部5によって係止さ
れているため、半径方向外側に移動して作用する力を軽
減するこができる。In this way, in the present invention, even when the tip of the rotor blade 1 and the abradable seal 4 come into sudden contact and there is a risk of damage to the blade, the abradable seal 4 is relatively free in the radial direction. Since it is locked by the mounting part 5 which is movable in the radial direction, it is possible to move radially outward and reduce the force acting on the mounting part 5.
なお1本発明においては、アブレイダブルシール部材4
としては、ハニカム状シール部材を用いた場合には、ラ
ビリンス効果による漏洩量の減少も合せて期待できる。Note that in the present invention, the abradable seal member 4
However, when a honeycomb-shaped sealing member is used, a reduction in the amount of leakage due to the labyrinth effect can also be expected.
またハニカム状シール部材の代わりに多孔質材料または
金属繊維またはその他の摩耗性材料よりなる摩耗性シー
ル部材を用いてもよく、さらにアルミニウムなどの軟質
金属を表面にコーティングしたレール部材を用いても同
等の効果を期待することができる。Furthermore, instead of the honeycomb-shaped seal member, an abrasive seal member made of porous material, metal fiber, or other abrasive material may be used, and it is also possible to use a rail member whose surface is coated with a soft metal such as aluminum. You can expect the following effects.
以上の説明で明らかなように1本発明によれば、動翼先
端とシール部材とが急激に接触し、翼およびシール部材
に大きな力が作用して損傷の恐れがあるような場合にお
いても、シール部材および取付部が半径方向に比較的自
由に取付けられているため、シール部材が半径方向外向
きに移動することによって翼およびシール部材にかかる
力を軽減し、損傷を防止するこが可能である。As is clear from the above description, according to the present invention, even when the tip of the rotor blade and the seal member suddenly come into contact and a large force is applied to the blade and the seal member, there is a risk of damage. The relatively free radial mounting of the seal member and mounting allows for radial outward movement of the seal member to reduce forces on the wing and seal member and prevent damage. be.
第1図は本発明の軸流々体機械の翼端漏洩防止装置の一
実施例を示す熱断面図、第2図は第1図■−■線に沿う
断面図である。
1・・・動翼 2・・・ロータ3・・
・ケーシング 4・・・アブレイダブルシール
5・・・取付部 6・・・取付溝9・・・
バネ CQ・・クリアランス量代理人
弁理士 則 近 憲 佑
同 第子丸 健FIG. 1 is a thermal cross-sectional view showing an embodiment of the blade tip leakage prevention device for an axial fluid machine according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 1. 1... Moving blade 2... Rotor 3...
・Casing 4...Abradable seal 5...Mounting part 6...Mounting groove 9...
Spring CQ...Clearance amount agent
Patent Attorney Noriyuki Chika Yudo Ken Daishimaru
Claims (1)
れたシール部材を配置し、このシール部材はそのケーシ
ングに周方向に設けられた溝によって軸方向の動きを限
定され、かつ半径方向の動きは比較的自由となるように
係止されることを特徴とした軸流々体機械の翼端漏洩防
止装置。A seal member divided in the circumferential direction is arranged in a portion of the casing facing the tip of the rotor blade, and this seal member has axial movement limited by a circumferential groove provided in the casing, and radial movement limited. A blade tip leakage prevention device for an axial fluid machine, characterized in that the blade tip is locked so as to be relatively free.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11600989A JPH02298604A (en) | 1989-05-11 | 1989-05-11 | Blade tip leakage preventing device for axial flow fluid machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11600989A JPH02298604A (en) | 1989-05-11 | 1989-05-11 | Blade tip leakage preventing device for axial flow fluid machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02298604A true JPH02298604A (en) | 1990-12-11 |
Family
ID=14676570
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11600989A Pending JPH02298604A (en) | 1989-05-11 | 1989-05-11 | Blade tip leakage preventing device for axial flow fluid machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02298604A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1989
- 1989-05-11 JP JP11600989A patent/JPH02298604A/en active Pending
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