JPH04214932A - Gap seal structure between adjacent segments in circumferential direction of turbine nozzle and shround - Google Patents

Gap seal structure between adjacent segments in circumferential direction of turbine nozzle and shround

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JPH04214932A
JPH04214932A JP3015947A JP1594791A JPH04214932A JP H04214932 A JPH04214932 A JP H04214932A JP 3015947 A JP3015947 A JP 3015947A JP 1594791 A JP1594791 A JP 1594791A JP H04214932 A JPH04214932 A JP H04214932A
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seal structure
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clip
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マイケル・フィリップ・ハグル
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K1/00Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
    • F02K1/78Other construction of jet pipes
    • F02K1/80Couplings or connections

Abstract

PURPOSE: To effectively seal the gap between the edges of two segment-form elements by providing an elastic spring clip which is engaged to the under-parts of the edges of the segments, overlapped on a seal member, and biases the seal member in the sealed contacting condition with the plane of each edge and in the gap sealing relation. CONSTITUTION: A structure to seal the gap between edges 52 of a pair of adjoining segments 54 comprises a pair of flanges 66 inclined in the opposite directions, a thin and long seal rod 70 in cylindrical form to block the gap in such a way as striding the inter-flange gap, and an elastic spring clip 72 having a channel-shaped section and capable of yielding. The clip 72 is engaged to the under-part of the edge flange and holds the seal rod in the sealed contacting condition with the plane of the edge flange. The edge parts of the spring clip on both sides are extending from around the edge flange to the under-part and the middle part of the spring clip has a shape to be identical to the shape of the side face part of the seal rod to be fitted.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】この発明は一般にガスタ―ビンエ
ンジンに関し、特にタ―ビンノズルおよびシュラウドの
隣接する円周方向セグメント間の隙間をシ―ルする改良
構造に関する。
TECHNICAL FIELD This invention relates generally to gas turbine engines, and more particularly to an improved structure for sealing gaps between adjacent circumferential segments of a turbine nozzle and shroud.

【0002】0002

【従来の技術】ガスタ―ビンエンジンの効率は多くの要
因に依存している。一つの要因は、ガスタ―ビンエンジ
ンの圧縮機部分で発生し、主としてエンジンのタ―ビン
部分を駆動するのに用いる高圧の冷却空気を、エンジン
の他の用途に流用する度合いである。冷却空気のそのよ
うな用途の一つは、主コア流路に沿った金属表面を冷却
し、それらを溶融温度以下に維持することである。エン
ジン内の他の用途に振り向ける冷却空気の量が多ければ
多いほど、タ―ビンを駆動する空気の量が少なくなり、
したがってタ―ビンの運動効率が悪くなる。
BACKGROUND OF THE INVENTION The efficiency of gas turbine engines depends on many factors. One factor is the degree to which the high pressure cooling air generated in the compressor section of a gas turbine engine and used primarily to drive the turbine section of the engine is diverted to other uses of the engine. One such use of cooling air is to cool metal surfaces along the main core flow path and maintain them below melting temperature. The more cooling air that can be diverted to other uses within the engine, the less air is left to drive the turbine.
Therefore, the motion efficiency of the turbine deteriorates.

【0003】したがって、タ―ビンを駆動する用途から
流用する冷却空気の量を、そのような他の補助的機能を
行うのに絶対に必要な量だけに限定することが重要であ
る。従来から、このような分流した空気がエンジン要素
の隣接するセグメント間を通って漏れることで失われる
のを防止するために、シ―ル構造が提案されている。従
来の代表的な例として、Bertelson の米国特
許第3,728,041号、Kildeaの米国特許第
4,311,432号、Grosjeanの米国特許第
4,537,024号、Holowachらの米国特許
第4,662,658号、Miraucourtらの米
国特許第4,759,687号、およびCleveng
er らの米国特許第4,767,260号に開示され
たシ―ル構造がある。
It is therefore important to limit the amount of cooling air diverted from turbine driving applications to only that amount absolutely necessary to perform such other auxiliary functions. Sealing structures have been proposed in the past to prevent such diverted air from being lost by leaking between adjacent segments of the engine element. Representative conventional examples include Bertelson U.S. Patent No. 3,728,041, Kildea U.S. Patent No. 4,311,432, Grosjean U.S. Patent No. 4,537,024, and Holowach et al. U.S. Patent No. No. 4,662,658, Miracourt et al., U.S. Pat. No. 4,759,687, and Cleveng et al.
There is a seal structure disclosed in US Pat. No. 4,767,260 to Er et al.

【0004】タ―ビンノズルおよびシュラウドの隣接す
るセグメントエッジ間の隙間をシ―ル(密封)するのに
よく用いられている従来のシ―ル構造の一つは、スプラ
インシ―ル構造と呼ばれるものである。このの構造の利
点は、構成が簡単なことである。しかし、使用した切削
加工法、採用した公差、セグメント相互のずれ移動(ミ
スアラインメント)などの結果として、セグメントエッ
ジの幾何形状が適切でなくなると必ず、この構造は漏れ
を生じやすくなるので、シ―ル機構として有効ではない
。したがって、上述した問題を回避しながら、セグメン
トエッジの隙間を有効にシ―ルする構造が必要とされて
いる。
One conventional seal structure commonly used to seal gaps between adjacent segment edges of turbine nozzles and shrouds is called a spline seal structure. It is. The advantage of this structure is that it is simple to construct. However, this structure is susceptible to leakage whenever the geometry of the segment edges is no longer suitable as a result of the cutting method used, the tolerances adopted, misalignment of the segments, etc. It is not effective as a control mechanism. Therefore, there is a need for a structure that effectively seals gaps between segment edges while avoiding the problems described above.

【0005】[0005]

【発明の概要】この発明は、上述したニ―ズを満たすよ
うに設計された改良シ―ル構造(アレンジメント)を提
供する。この発明の改良シ―ル構造は、セグメントエッ
ジに限定された移動や相対的ずれ(ミスアラインメント
)が生じても、常に、隣接するセグメントエッジ間の隙
間(ギャップ)に有効なシ―ルを維持する作用をなす。 このような能力があるので、この発明の改良シ―ル構造
は、セグメントの熱膨張および収縮によりこのような相
対移動やずれが起こる、タ―ビンノズルおよびシュラウ
ドの隣接するセグメント間の隙間をシ―ルするのに特に
適当である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an improved seal arrangement designed to meet the needs set forth above. The improved seal structure of this invention maintains an effective seal in the gap between adjacent segment edges at all times, even with limited movement or relative misalignment of the segment edges. It has the effect of Because of this ability, the improved seal structure of this invention seals gaps between adjacent segments of turbine nozzles and shrouds where thermal expansion and contraction of the segments can cause such relative movement and misalignment. It is particularly suitable for

【0006】したがって、このシ―ル構造は、冷却空気
が隙間を通ってガスタ―ビンエンジンの主コア流路に漏
れるのを防止するのに有効である。この発明は、冷却さ
れたセグメント状ノズルおよびシュラウドを使用するタ
―ビンエンジンすべてに適用できる。この発明の改良し
たシ―ル構造は、冷却材シ―ル性能が向上しているので
、タ―ビンエンジンの効率が向上する。また、この改良
シ―ル構造は、セグメントエッジの摩耗特性が良好であ
り、セグメントエッジの冷却も向上する。
[0006] Accordingly, this seal structure is effective in preventing cooling air from leaking through the gap into the main core flow path of the gas turbine engine. The invention is applicable to all turbine engines that use cooled segmented nozzles and shrouds. The improved seal structure of the present invention improves the efficiency of the turbine engine due to improved coolant sealing performance. The improved seal structure also has better segment edge wear characteristics and improved segment edge cooling.

【0007】したがって、この発明は、セグメント状要
素の隣接するエッジ間の隙間をシ―ルする構造において
、(a)上記セグメントのエッジ上に位置し、互いに反
対向きに傾斜した平面を画定する1対の反対向きに傾斜
したフランジ、(b)上記フランジ間に配置されかつそ
の反対向きに傾斜した平面上に着座し、フランジエッジ
間の隙間をまたぎ隙間を閉止するシ―ル部材、および(
c)上記フランジの下側に係止され、上記シ―ル部材に
重なり、上記シ―ル部材を上記フランジの平面とシ―ル
接触状態にかつ隙間シ―ル関係にバイアスする降伏可能
な弾性ばねクリップを備えるシ―ル構造を提供する。
Accordingly, the present invention provides a structure for sealing gaps between adjacent edges of segment-like elements, in which: a pair of oppositely inclined flanges; (b) a sealing member disposed between the flanges and seated on an oppositely inclined plane for spanning and closing the gap between the flange edges;
c) a yieldable elasticity secured to the underside of the flange, overlapping the sealing member and biasing the sealing member into sealing contact and clearance sealing relationship with the plane of the flange; A sealing structure with a spring clip is provided.

【0008】具体的には、上記ばねクリップがチャンネ
ル状の断面形状を有し、1対の反対側の長さ方向エッジ
部分とこれらの両側エッジ部分を相互に連結する中間部
分とを含む。ばねクリップの両側エッジ部分がフック形
状を有し、一方が他方の反対形状であり、セグメント状
要素のエッジのまわりから下側に延在する。クリップの
中間部分は、シ―ル部材に重なり、シ―ル部材と係合し
、このクリップ中間部分が係合するシ―ル部材の側面部
分の形状と合致する形状となっている。
Specifically, the spring clip has a channel-like cross-sectional shape and includes a pair of opposite longitudinal edge portions and an intermediate portion interconnecting the opposing longitudinal edge portions. Both edge portions of the spring clip have a hook shape, one opposite in shape to the other, extending downwardly around the edge of the segment-like element. The intermediate portion of the clip overlaps and engages the seal member, and has a shape that matches the shape of the side portion of the seal member with which the intermediate portion of the clip engages.

【0009】さらに、上記シ―ル部材は、上記セグメン
トエッジのフランジの平面と係合する曲面部分を有する
細長い直線ロッドである。そして、このシ―ルロッドは
、円形の断面形状を有し、フランジの平面と実質的に線
状のシ―ル接触をなす。
Further, the seal member is an elongated straight rod having a curved portion that engages the plane of the flange of the segment edge. The sealing rod has a circular cross-sectional shape and makes substantially linear sealing contact with the plane of the flange.

【0010】この発明の上述したまた他の特徴、効果お
よび利点をさらに明確にするために、以下にこの発明を
添付の図面に示した好適な実施例について詳細に説明す
る。
In order to further clarify the above-mentioned and other features, effects and advantages of the present invention, the present invention will now be described in detail with reference to preferred embodiments illustrated in the accompanying drawings.

【0011】[0011]

【具体的な構成】以下の説明において、一連の図面中の
同じ符号は同じまたは対応する部品を示す。また、以下
の説明において、「前」、「後」、「左」、「右」、「
上」、「下」などの用語は便宜上用いた用語であって、
限定的な用語と考えるべきではない。 全般   図1に、この発明を適用できるガスタ―ビンエンジ
ンを10で総称して示す。エンジン10は、長さ方向中
心線または軸線Aのまわりに同軸かつ同心的に配置され
た環状ケ―シング12を有する。エンジン10はコアガ
ス発生機エンジン14を含み、そのコアエンジン14は
圧縮機16、燃焼器18および単段または多段の高圧タ
―ビン20を、すべてエンジン10の長さ方向軸線また
は中心線Aのまわりに同軸的に直列かつ軸流関係で配置
して構成されている。環状駆動シャフト22が圧縮機1
6と高圧タ―ビン20を剛固に相互連結している。
[Specific Structure] In the following description, the same reference numerals in a series of drawings indicate the same or corresponding parts. In addition, in the following explanation, "front", "rear", "left", "right", "
Terms such as "upper" and "lower" are used for convenience.
It should not be considered a limiting term. General In FIG. 1, a gas turbine engine to which the present invention can be applied is shown, generally designated by 10. Engine 10 has an annular casing 12 coaxially and concentrically disposed about a longitudinal centerline or axis A. Engine 10 includes a core gas generator engine 14 that includes a compressor 16, a combustor 18, and a single or multi-stage high pressure turbine 20, all about a longitudinal axis or centerline A of engine 10. are arranged coaxially in series and in axial flow relationship. The annular drive shaft 22 is the compressor 1
6 and the high pressure turbine 20 are rigidly interconnected.

【0012】コアエンジン14は燃焼ガスを発生する作
用をなす。圧縮機16からの圧縮空気を燃焼器18で燃
料と混合し、点火し、こうして燃焼ガスを発生する。高
圧タ―ビン20により燃焼ガスから一部の仕事を抽出し
、これにより圧縮機16を駆動する。燃焼ガスの残りを
コアエンジン14から低圧動力(パワ―)タ―ビン24
に排出する。
Core engine 14 functions to generate combustion gases. Compressed air from compressor 16 is mixed with fuel in combustor 18 and ignited, thus producing combustion gases. A high pressure turbine 20 extracts some work from the combustion gases, thereby driving the compressor 16. The remainder of the combustion gas is transferred from the core engine 14 to a low-pressure power turbine 24.
to be discharged.

【0013】低圧動力タ―ビン24は環状ドラムロ―タ
26およびステ―タ28を含む。ロ―タ26は適当な軸
受30により回転自在に装着され、そこから半径方向外
方に延在するタ―ビンブレ―ドの複数の列34を軸線方
向に間隔をあけて備える。ステ―タ28はロ―タ26の
半径方向外方に配置され、静止ケ―シング12に固着さ
れそこから半径方向内方に延在するステ―タベ―ンの複
数の列36を備える。ステ―タベ―ン列36は軸線方向
に間隔をあけて配置され、タ―ビンブレ―ド列34と交
互になっている。ロ―タ26は駆動シャフト38に固着
され、作動軸受32を介して駆動シャフト22に相互連
結されている。
Low pressure power turbine 24 includes an annular drum rotor 26 and a stator 28. The rotor 26 is rotatably mounted by suitable bearings 30 and includes a plurality of axially spaced rows 34 of turbine blades extending radially outwardly therefrom. Stator 28 is disposed radially outwardly of rotor 26 and includes a plurality of rows 36 of stator vanes affixed to stationary casing 12 and extending radially inwardly therefrom. Stator vane rows 36 are axially spaced apart and alternate with turbine blade rows 34. Rotor 26 is secured to drive shaft 38 and interconnected thereto via actuation bearing 32 .

【0014】一方、駆動シャフト38は前部ブ―スタロ
―タ39を回転駆動する。前部ブ―スタロ―タ39はブ
―スタ圧縮機40の一部を形成するとともに、前部ファ
ンブレ―ド列41を支持し、そして前部ファンブレ―ド
列41は、静止ケ―シング12のまわりに複数個のスト
ラットまたは支柱43(1本のみ図示)で支持されたナ
セル42内に収容されている。ブ―スタ圧縮機40は、
ブ―スタロ―タ39に固着されそこから半径方向外方に
延在しそれとともに回転するブ―スタブレ―ドの複数の
列44と、静止ケ―シング12に固着されそこから半径
方向内方に延在するブ―スタステ―タベ―ンの複数の列
46とから構成される。ブ―スタブレ―ド列44および
ステ―タベ―ン列46は共に軸線方向に間隔をあけて、
交互になるように配置されている。 従来のシ―ル構造   図2によく用いられる従来のシ―ル構造を48で総
称して示す。従来のシ―ル構造は、以下の説明ではスプ
ラインシ―ル構造というが、コアエンジン14の外部冷
却空気側14Aから内部流路側14Bへの冷却空気の漏
れを防止するためのものである。スプラインシ―ル構造
48は、ガスタ―ビンエンジン10のノズルおよびシュ
ラウド(一部のみ図示)の一部を構成する、複数の円周
方向セグメント54(1対だけを図示)の隣接するエッ
ジ52間の複数の隙間50(1つだけ図示)それぞれを
シ―ルするために設けられる。
On the other hand, the drive shaft 38 rotationally drives the front booster rotor 39. The front booster rotor 39 forms part of the booster compressor 40 and supports a front fan blade row 41, which is connected to the stationary casing 12. It is housed within a nacelle 42 that is supported around the circumference by a plurality of struts or posts 43 (only one shown). The booster compressor 40 is
a plurality of rows 44 of booster blades affixed to and extending radially outwardly therefrom and rotating therewith; and a plurality of rows 46 of extending booster stator vanes. Both the booster blade row 44 and the stator vane row 46 are spaced apart in the axial direction.
They are arranged in an alternating manner. Conventional Seal Structures Conventional seal structures commonly used in FIG. 2 are collectively indicated at 48. The conventional seal structure, referred to as a spline seal structure in the following description, is for preventing cooling air from leaking from the external cooling air side 14A of the core engine 14 to the internal flow path side 14B. The spline seal structure 48 extends between adjacent edges 52 of a plurality of circumferential segments 54 (only one pair shown) forming part of a nozzle and shroud (only a portion shown) of the gas turbine engine 10. are provided to seal each of a plurality of gaps 50 (only one is shown).

【0015】隙間またはギャップ50は、冷却空気がコ
アエンジン14の高圧の外部側14Aから低圧の内部側
14Bへ漏れ出る通路となる。代表的には、冷却空気を
低速かつ高圧で、冷却したいセグメント54にかぶさる
衝突バッフル56に向けて案内する。空気がバッフル5
6のオリフィス58を通過する際に、空気が加速するの
で、空気はセグメント54の外部側に、セグメントから
の熱伝達を増加する比較的早い速度で衝突する。
The clearance or gap 50 provides a passageway for cooling air to leak from the high pressure exterior side 14A of the core engine 14 to the low pressure interior side 14B. Typically, cooling air is directed at low velocity and high pressure toward an impingement baffle 56 overlying the segment 54 to be cooled. Air baffle 5
As the air accelerates as it passes through orifice 58 of 6, it impinges on the exterior side of segment 54 at a relatively high velocity which increases heat transfer from the segment.

【0016】冷却空気が隙間50を通って漏れるのを防
止するために、スプラインシ―ル構造48は細長く薄い
平坦なスプラインシ―ル部材60を用いる。スプライン
シ―ル部材60をその両側の長さ方向エッジ60Aに沿
って、隣接するセグメントエッジ52に形成された溝6
2内に挿入し、エッジ52間の隙間50にまたがせると
ともに、溝62の下側表面62Aに密着させる。
To prevent cooling air from leaking through gap 50, spline seal structure 48 employs an elongated, thin, flat spline seal member 60. The spline seal member 60 is formed along both longitudinal edges 60A of the spline seal member 60 by grooves 6 formed in adjacent segment edges 52.
2, so as to straddle the gap 50 between the edges 52, and to tightly contact the lower surface 62A of the groove 62.

【0017】しかし、隣接するセグメントエッジ52の
溝62同士を共通平面の関係に維持することができない
ので、スプラインシ―ル構造48によるシ―ル配置は漏
れを生じやすく効果的でない。隣接する溝62を同一平
面に整列関係に維持できないのは、切削加工公差やセグ
メントの移動のせいである。したがって、スプラインシ
―ル部材60は溝62に適切に着座せず溝62を適切に
密封せず、その結果、漏れ通路を形成する。また、スプ
ラインシ―ル溝62を放電加工法によって作製するのが
代表的であるが、放電加工法では、平坦なシ―ル部材6
0が接触し、着座する下側表面62Aを含む溝表面に粗
さが残る。粗い下側表面62Aは冷却空気の漏れ通路に
つながる。
However, because the grooves 62 of adjacent segment edges 52 cannot be maintained in a coplanar relationship, the seal arrangement with the spline seal structure 48 is prone to leakage and is ineffective. The inability to maintain adjacent grooves 62 in coplanar alignment is due to machining tolerances and segment movement. Therefore, the spline seal member 60 does not properly seat and seal the groove 62, thereby creating a leakage path. Further, although the spline seal groove 62 is typically produced by electric discharge machining, the flat seal member 6
Roughness remains on the groove surface including the lower surface 62A on which the groove 0 contacts and seats. The rough lower surface 62A leads to a cooling air leakage path.

【0018】また、スプラインシ―ル構造48がセグメ
ントエッジ52に形成する幾何形状は効率よい冷却が困
難である。この冷却が困難なことと、タ―ビン運転温度
の上昇のせいで、セグメントエッジ52は酸化侵食を受
けやすい。従来のスプラインシ―ル構造をセグメントエ
ッジでの冷却を向上するように変更することは、その独
特のシ―ル幾何形状によって制約される。 この発明の改良シ―ル構造   図3および図4に、従来のスプラインシ―ル構造4
8に関連した上述した問題を克服した、この発明に従っ
て構成した改良シ―ル構造を64で総称して示す。この
改良シ―ル構造64は、通常隙間50だけ離間している
円周方向セグメント54のエッジ52の上に、1対の反
対向きに傾斜したフランジ66を含む。そして、これら
のフランジ66はそれぞれ、大体等しく、反対向きに傾
斜した平坦な上向き表面68を上側に画定する。
Additionally, the geometry that spline seal structure 48 forms at segment edge 52 makes efficient cooling difficult. Because of this cooling difficulty and increased turbine operating temperatures, segment edges 52 are susceptible to oxidative attack. Modification of conventional spline seal structures to improve cooling at the segment edges is limited by its unique seal geometry. Improved seal structure of this invention FIGS. 3 and 4 show a conventional spline seal structure 4.
An improved seal structure constructed in accordance with the present invention, which overcomes the problems discussed above with respect to 8, is indicated generally at 64. The improved seal structure 64 includes a pair of oppositely sloped flanges 66 on the edges 52 of the circumferential segments 54 that are typically spaced apart by a gap 50 . The flanges 66 each define a generally equal, oppositely sloped, flat upwardly facing surface 68 on the upper side.

【0019】シ―ル構造64は、好ましくは細長い大体
直線状に延在する円筒形ロッド70の形態の、シ―ル部
材70も含む。円筒形シ―ルロッド70は、傾斜フラン
ジ66の反対向きに傾斜した平坦面68の間に配置され
、かつこれらの傾斜平坦面68上に着座し、フランジ6
6間の隙間50をまたぎ閉止する。ロッド70の円形断
面形状と、平坦面68の反対向きの傾斜配向とにより、
ロッド70の両側の曲面部分70Aと平坦面68との間
に両者を密封する線接触が容易に得られる。
Seal structure 64 also includes a seal member 70, preferably in the form of an elongated, generally linearly extending cylindrical rod 70. A cylindrical sealing rod 70 is disposed between and seated on the oppositely sloped flat surfaces 68 of the sloped flange 66 and is connected to the flange 66.
6 and close the gap 50 between them. The circular cross-sectional shape of rod 70 and the oppositely sloped orientation of flat surface 68 provide
A line contact is easily obtained between the curved portion 70A on each side of the rod 70 and the flat surface 68 to seal them both.

【0020】シ―ル構造64はさらに、降伏可能な弾性
ばねクリップ72を含む。このクリップ72は、フラン
ジ66の下側に係止されかつシ―ルロッド70にかぶさ
り、シ―ルロッド70をフランジ66の平坦面68と密
封線接触関係にかつ隙間50をまたいで隙間50と密封
関係にバイアスする。また図3には冷却空気衝突板74
も示してあるが(図示の便宜上穴を省略している)、こ
れらの衝突板はこの発明のシ―ル構造64の一部を構成
するものではない。
Seal structure 64 further includes a yieldable resilient spring clip 72. This clip 72 is locked to the lower side of the flange 66 and covers the seal rod 70 so that the seal rod 70 is in a sealed line contact relationship with the flat surface 68 of the flange 66 and in a sealed relationship with the gap 50 by straddling the gap 50. bias towards. Also shown in FIG. 3 is a cooling air impingement plate 74.
are also shown (holes omitted for convenience of illustration), but these impingement plates do not form part of the seal structure 64 of the present invention.

【0021】ばねクリップ72はチャンネル状断面形状
を有し、1対の反対側の長さ方向エッジ部分72Aおよ
びこれらの反対側エッジ部分72Aを相互連結する中間
部分72Bを含む。図4からわかるように、ばねクリッ
プ72の反対側の長さ方向エッジ部分72Aは大体フッ
ク形の形状であり、一方は他方の反対形状である。フッ
ク形エッジ部分72Aはセグメント54のエッジフラン
ジ66のまわりから下側まで延在し、エッジ部分72A
の先端でフランジ66の下面69と接触して、ばねクリ
ップ72をここに係留する。下面69も実質的に平面で
、上側平坦面68に実質的に平行である。
Spring clip 72 has a channel-like cross-sectional configuration and includes a pair of opposite longitudinal edge portions 72A and an intermediate portion 72B interconnecting the opposite edge portions 72A. As can be seen in FIG. 4, the opposite longitudinal edge portions 72A of the spring clip 72 are generally hook-shaped, one being the opposite of the other. Hook-shaped edge portion 72A extends from around edge flange 66 of segment 54 to the underside of edge portion 72A.
contacts the lower surface 69 of the flange 66 at its tip to anchor the spring clip 72 thereto. Lower surface 69 is also substantially planar and substantially parallel to upper planar surface 68 .

【0022】クリップ72の中間部分72Bは円筒形シ
―ルロッド70の上側にかぶさり、それと係合する。ク
リップ中間部分72Bは断面が、シ―ルロッド70の上
側の湾曲形状に合致する円弧状になっており、そこでロ
ッド70と接触する。ばねクリップ72は比較的簡単に
たわみ、剛性(スチッフネス)が比較的低いので、シ―
ルロッド70に軽い荷重またはバイアスを加えるだけで
ある。
The intermediate portion 72B of the clip 72 overlies and engages the cylindrical seal rod 70. The clip intermediate portion 72B has an arcuate cross section that matches the curved shape of the upper side of the seal rod 70, and contacts the rod 70 there. The spring clip 72 deflects relatively easily and has relatively low stiffness, so it
Only a light load or bias is applied to the rod 70.

【0023】ばねクリップ72の可撓性により、シ―ル
ロッド70を、フランジ66の大体等しく反対向きに傾
斜した平面68により形成されたクレビスに保持する。 傾斜表面68の平面はエンジン運転条件下で常に互いに
交差するという事実関係から、このシ―ル構造は、フラ
ンジが相互移動しても、比較的均等に維持される。した
がって、セグメント54は半径方向または円周方向に離
れたり、角度がずれたり自由に移動でき、しかもシ―ル
構造はあたかも完全なアラインメントが維持されるかの
ごとくに同等に機能する。クリップ72がロッド70を
下向きにバイアスしているので、フランジ66が互いに
接近したり離れたりし、それに応じて隙間50が狭くな
ったり広くなったりするのにつれて、ロッド70がフラ
ンジ66上を上下に移動できる。クリリップのエッジ部
分72Aは、予想される運転条件に応じて、フランジ6
6の下面69に摺動自在に保持しても、固定してもよく
、いずれにしてもシ―ル関係が維持される。
The flexibility of spring clip 72 retains seal rod 70 in a clevis formed by generally equal and oppositely sloped flat surfaces 68 of flange 66. Due to the fact that the planes of the inclined surfaces 68 always intersect each other under engine operating conditions, this seal structure remains relatively uniform even as the flanges move relative to each other. Thus, the segments 54 are free to move apart or angularly radially or circumferentially, yet the seal structure functions equally as if perfect alignment was maintained. As the clip 72 biases the rod 70 downwardly, the rod 70 moves up and down over the flange 66 as the flanges 66 move closer and further apart and the gap 50 narrows and widens accordingly. Can be moved. The edge portion 72A of the clip lip may be attached to the flange 6 depending on the expected operating conditions.
It may be slidably held on the lower surface 69 of 6 or may be fixed, and in either case, a sealing relationship is maintained.

【0024】ばねクリップ72とシ―ルロッド70とは
同じ長さにする必要がないことが明らかである。ばねク
リップ72をロッドより短くすることができる。さらに
、クリップの断面形状を変更して、シ―ル付勢力の大き
さを変えることができる。また、フランジ66のシ―ル
面は研削により製造することができ、これにより密封に
一層適切な平滑な表面仕上げを得ることができ、しかも
そのような仕上げの製造コストが低い。ばねクリップの
端部はキャップをかぶせてそこからの空気の漏れを防止
することができる。
It is clear that spring clip 72 and seal rod 70 need not be of the same length. The spring clip 72 can be shorter than the rod. Furthermore, by changing the cross-sectional shape of the clip, the magnitude of the seal biasing force can be changed. Additionally, the sealing surface of flange 66 can be manufactured by grinding, which provides a smooth surface finish that is more suitable for sealing, and which reduces the cost of manufacturing such a finish. The ends of the spring clips can be capped to prevent air leakage therefrom.

【0025】この発明の構成およびその効果が以上の説
明から理解できるはずであり、その形状、構成および部
品の配列を、この発明の要旨から逸脱しない範囲内で、
またその重要な利点を犠牲にすることなく、種々に変更
できることが明らかである。上述した形態はこの発明の
好適なあるいは例示の実施態様にすぎない。たとえば、
この発明は、円周方向隣接セグメントに限らずあらやる
隣接セグメント間の隙間をシ―ルするし、またシ―ルす
るように簡単に改作できる。
The configuration and effects of the present invention should be understood from the above description, and the shape, configuration, and arrangement of parts may be changed without departing from the gist of the present invention.
It will also be clear that various modifications may be made without sacrificing its important advantages. The embodiments described above are merely preferred or exemplary embodiments of the invention. for example,
The present invention seals not only circumferentially adjacent segments but also gaps between adjacent segments and can be easily adapted to seal.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】ガスタ―ビンエンジンの概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a gas turbine engine.

【図2】タ―ビンノズルおよびシュラウドの隣接する円
周方向セグメント間の隙間をシ―ルする従来のシ―ル構
造の部分的断面図である。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a conventional seal structure for sealing gaps between adjacent circumferential segments of a turbine nozzle and shroud.

【図3】この発明による改良シ―ル構造の部分的斜視図
である。
FIG. 3 is a partial perspective view of an improved seal structure according to the present invention.

【図4】図3の4−4線方向に見たシ―ル構造の拡大断
面図である。
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the seal structure taken along line 4-4 in FIG. 3;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

50  隙間、52  エッジ、54  セグメント、
64  シ―ル構造、66  傾斜フランジ、68  
傾斜平面、70  円筒形ロッド、72  ばねクリッ
プ、72A  エッジ部分、72B  中間部分。
50 gap, 52 edge, 54 segment,
64 Seal structure, 66 Inclined flange, 68
Inclined plane, 70 cylindrical rod, 72 spring clip, 72A edge section, 72B intermediate section.

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  互いに反対向きに傾斜した平面を有す
るセグメント状要素の隣接するエッジ間の隙間をシ―ル
構造において、 (a)セグメント状要素のエッジの傾斜した平面間に配
置されかつその平面上に着座し、エッジ間の隙間をまた
ぎ隙間を閉止するシ―ル部材、および (b)セグメント状要素のエッジの下側に係止され、上
記シ―ル部材に重なり、上記シ―ル部材を上記エッジの
平面とシ―ル接触状態にかつ隙間シ―ル関係にバイアス
する降伏可能な弾性ばねクリップを備えるシ―ル構造。
Claim 1. In a structure for sealing a gap between adjacent edges of segment-like elements having planes inclined in opposite directions to each other, there is provided the following: (b) a sealing member seated on and spanning the gap between the edges and closing the gap; a sealing structure comprising a yieldable resilient spring clip biasing the clip into sealing contact and gap sealing relationship with the plane of said edge;
【請求項2】  上記セグメント状要素が円周方向にセ
グメント化された要素であり、上記ばねクリップが1対
の反対側の長さ方向エッジ部分とこれらの両側エッジ部
分を相互に連結する中間部分とを含む請求項1に記載の
シ―ル構造。
2. The segmented element is a circumferentially segmented element, and the spring clip has a pair of opposing longitudinal edge portions and an intermediate portion interconnecting the opposite edge portions. The seal structure according to claim 1, comprising:
【請求項3】  上記ばねクリップの両側エッジ部分が
フック形状を有し、一方が他方の反対形状であり、セグ
メント状要素のエッジのまわりから下側に延在する請求
項2に記載のシ―ル構造。
3. A seam according to claim 2, wherein both edge portions of the spring clip have a hook shape, one opposite the other and extending downwardly around the edge of the segment-like element. le structure.
【請求項4】  上記クリップの中間部分が上記シ―ル
部材と係合し、このクリップ中間部分が係合するシ―ル
部材の側面部分の形状と合致する形状となっている請求
項2に記載のシ―ル構造。
4. The clip according to claim 2, wherein an intermediate portion of the clip engages with the sealing member, and the intermediate portion of the clip has a shape that matches the shape of a side portion of the sealing member with which the clip is engaged. Seal structure as described.
【請求項5】  上記シ―ル部材が上記エッジの平面と
係合する曲面部分を有する細長い直線ロッドである請求
項1に記載のシ―ル構造。
5. The seal structure of claim 1, wherein said seal member is an elongated straight rod having a curved portion that engages the plane of said edge.
【請求項6】  上記シ―ルロッドが円形の断面形状を
有し、上記エッジの平面と実質的に線状のシ―ル接触を
なす請求項5に記載のシ―ル構造。
6. The seal structure of claim 5, wherein said seal rod has a circular cross-sectional shape and makes substantially linear sealing contact with the plane of said edge.
【請求項7】  上記ばねクリップがチャンネル状の断
面形状を有する請求項1に記載のシ―ル構造。
7. The seal structure according to claim 1, wherein the spring clip has a channel-like cross-sectional shape.
【請求項8】  エッジ同士の間に隙間を画定する1対
の離間した隣接セグメントと組み合わせるシ―ル構造に
おいて、 (a)上記セグメントのエッジ上に位置し、互いに反対
向きに傾斜した平面を画定する1対のフランジ、(b)
上記エッジフランジ間に配置されかつその反対向きに傾
斜した平面上に着座し、エッジ間の隙間をまたぎ隙間を
シ―ル可能に閉止するシ―ル部材、および(c)上記エ
ッジフランジの下側に係止され、上記シ―ル部材に重な
り、上記シ―ル部材を上記エッジフランジの平面とシ―
ル接触状態にかつ隙間シ―ル関係にバイアスする降伏可
能な弾性ばねクリップを備えるシ―ル構造。
8. A seal structure in combination with a pair of spaced apart adjacent segments defining a gap between the edges, comprising: (a) defining planes located on the edges of the segments and sloped in opposite directions; a pair of flanges, (b)
a sealing member disposed between the edge flanges and seated on a plane inclined in the opposite direction, straddling the gap between the edges and sealably closing the gap; and (c) a lower side of the edge flange. The sealing member is engaged with the flat surface of the edge flange, overlaps the sealing member, and seals the sealing member with the plane of the edge flange.
A seal structure comprising a yieldable resilient spring clip that biases the seal into contact and into gap sealing relationship.
【請求項9】  上記ばねクリップが1対の反対側の長
さ方向エッジ部分とこれらの両側エッジ部分を相互に連
結する中間部分とを含む請求項8に記載のシ―ル構造。
9. The seal structure of claim 8, wherein the spring clip includes a pair of opposite longitudinal edge portions and an intermediate portion interconnecting the opposite edge portions.
【請求項10】  上記ばねクリップの両側エッジ部分
がフック形状を有し、一方が他方の反対形状であり、セ
グメントのエッジのまわりから下側に延在する請求項9
に記載のシ―ル構造。
10. Both edge portions of the spring clip have a hook shape, one opposite in shape to the other, extending downwardly around the edge of the segment.
Seal structure described in .
【請求項11】  上記クリップの中間部分が上記シ―
ル部材と係合し、このクリップ中間部分が係合するシ―
ル部材の側面部分の形状と合致する形状となっている請
求項9に記載のシ―ル構造。
11. An intermediate portion of the clip is attached to the seam.
a seal member that engages with the clip intermediate portion;
The seal structure according to claim 9, wherein the seal structure has a shape that matches the shape of the side portion of the seal member.
【請求項12】  上記シ―ル部材が上記エッジの平面
と係合する曲面部分を有する細長い直線ロッドである請
求項8に記載のシ―ル構造。
12. The seal structure of claim 8, wherein said seal member is an elongated straight rod having a curved portion that engages the plane of said edge.
【請求項13】  上記シ―ルロッドが円形の断面形状
を有し、上記エッジの平面と実質的に線状のシ―ル接触
をなす請求項12に記載のシ―ル構造。
13. The seal structure of claim 12, wherein said seal rod has a circular cross-sectional shape and makes substantially linear sealing contact with the plane of said edge.
【請求項14】  上記ばねクリップがチャンネル状の
断面形状を有する請求項8に記載のシ―ル構造。
14. The seal structure according to claim 8, wherein the spring clip has a channel-like cross-sectional shape.
【請求項15】  円周方向に配列され、隣同士離間し
た複数のセグメントを含み、隣り合うセグメントが相互
間に画定する隙間を通して加圧ガスがセグメントの高圧
側から低圧側に流れる可能性のあるガスタ―ビンエンジ
ンに用いられ、 (a)上記セグメント上に位置し、互いに反対向きに傾
斜した平面を画定する1対の反対向きに傾斜したエッジ
フランジ、 (b)上記エッジフランジ間に配置されかつその反対向
きに傾斜した平面上に着座し、エッジフランジ間の隙間
をまたぎ隙間を閉止するシ―ル部材、および(c)上記
エッジフランジの下側に係止され、上記シ―ル部材に重
なり、上記シ―ル部材を上記エッジフランジの平面とシ
―ル接触状態にかつ隙間シ―ル関係にバイアスする降伏
可能な弾性ばねクリップを備えるシ―ル構造。
15. A plurality of segments arranged circumferentially and spaced apart from each other, wherein the pressurized gas may flow from the high pressure side of the segment to the low pressure side of the segment through a gap defined between the adjacent segments. for use in a gas turbine engine, comprising: (a) a pair of oppositely sloped edge flanges located on said segment and defining oppositely sloped planes; (b) disposed between said edge flanges; (c) a sealing member that is seated on a plane inclined in the opposite direction and straddles the gap between the edge flanges and closes the gap; . A seal structure comprising a yieldable resilient spring clip biasing the seal member into sealing contact and gap sealing relationship with the plane of the edge flange.
【請求項16】  上記ばねクリップが1対の反対側の
長さ方向エッジ部分とこれらの両側エッジ部分を相互に
連結する中間部分とを含む請求項15に記載のシ―ル構
造。
16. The seal structure of claim 15, wherein the spring clip includes a pair of opposite longitudinal edge portions and an intermediate portion interconnecting the opposite edge portions.
【請求項17】  上記ばねクリップの両側エッジ部分
がフック形状を有し、一方が他方の反対形状であり、セ
グメントのエッジのまわりから下側に延在する請求項1
6に記載のシ―ル構造。
17. Both edge portions of the spring clip have a hook shape, one opposite in shape to the other, extending downwardly around the edge of the segment.
The seal structure described in 6.
【請求項18】  上記クリップの中間部分が上記シ―
ル部材と係合し、このクリップ中間部分が係合するシ―
ル部材の側面部分の形状と合致する形状となっている請
求項16に記載のシ―ル構造。
18. An intermediate portion of the clip is attached to the seam.
a seal member that engages with the clip intermediate portion;
17. The seal structure according to claim 16, wherein the seal structure has a shape that matches the shape of the side portion of the seal member.
【請求項19】  上記シ―ル部材が上記エッジの平面
と係合する曲面部分を有する細長い直線ロッドである請
求項15に記載のシ―ル構造。
19. The seal structure of claim 15, wherein said seal member is an elongated straight rod having a curved portion that engages the plane of said edge.
【請求項20】  上記シ―ルロッドが円形の断面形状
を有し、上記エッジの平面と実質的に線状のシ―ル接触
をなす請求項19に記載のシ―ル構造。
20. The seal structure of claim 19, wherein said seal rod has a circular cross-sectional shape and makes substantially linear sealing contact with the plane of said edge.
【請求項21】  上記ばねクリップがチャンネル状の
断面形状を有する請求項15に記載のシ―ル構造。
21. The seal structure according to claim 15, wherein the spring clip has a channel-like cross-sectional shape.
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