JPH0610708A - タービンエンジンの部材のパッキング機構 - Google Patents

タービンエンジンの部材のパッキング機構

Info

Publication number
JPH0610708A
JPH0610708A JP5109675A JP10967593A JPH0610708A JP H0610708 A JPH0610708 A JP H0610708A JP 5109675 A JP5109675 A JP 5109675A JP 10967593 A JP10967593 A JP 10967593A JP H0610708 A JPH0610708 A JP H0610708A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
segments
recess
expansion joint
turbine
packing
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.)
Withdrawn
Application number
JP5109675A
Other languages
English (en)
Inventor
Manfred Feldmann
マンフレッド・フェルドマン
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.)
MTU Aero Engines GmbH
Original Assignee
MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
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 MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH filed Critical MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
Publication of JPH0610708A publication Critical patent/JPH0610708A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/005—Sealing means between non relatively rotating elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/44—Free-space packings
    • F16J15/441—Free-space packings with floating ring

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セグメントどうしの接続部におけるガスの漏
洩を可能な限り少なくし、圧力損失を低減することがで
きるタービンエンジンの部材のパッキング機構を提供す
る。 【構成】 この装置では１つの部材（１）が第１の仮想
平面（Ｅ１）に沿って相対的に動けるセグメント（２）
に分割され、セグメント（２）の凸部（６）が他の部材
（８）の凹部（７）に密着するように第１の仮想平面
（Ｅ１）に対して違った角度にある第２の仮想平面（Ｅ
２）に沿って移動可能に嵌合し、セグメント（２）の突
き合わせ端部どうしの間に設けた伸縮継手（９）を、そ
の延在方向の縦横の方向においてカバー板（１０，１
１）で封止し、各伸縮継手（９）がその延在方向に対し
て横に取り付けられたカバー板（１１）及びパッキング
面として機能する凹部（７）の対面（５）の間に設けた
Ｖ字状の差込み１２によって密封され、この差込み（１
２）は、局所の差圧によって作動し、凹部の底に向かっ
て拡開する自由脚（１３、１４）によって取り付けられ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、タービンエンジンの
部材のパッキング機構の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】タービンエンジン、特にガスタービンエ
ンジンの場合、周囲のガード格子は伸縮継手によって互
いに連結された分割されたセグメントで構成されてい
る。これによって、非定常の作動状態で円周方向に発生
する非均一の伸縮を吸収するようにしている。さらに、
このようなガード格子においては、ハウジングに対する
半径方向の互いに異なる伸縮運動を補正するために、各
セグメントは、その内周側端縁に設けられた凸部をター
ビンハウジングの凹部に嵌合させるとともに、カバー板
により半径方向内外方への熱膨張による移動ができるよ
うに支持されている。このような構成により、各セグメ
ントの熱膨張の違いによる熱応力が減少されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】圧力損失を減少するた
めに、各セグメントの間の伸縮継手は、その内部に形成
された溝に移動可能に嵌合しているカバー板で閉塞され
ている。このカバー板は、伸縮継手の伸縮方向およびセ
グメントの凸部が延在する方向（この方向に摺動でき
る）を考慮して、軸方向および半径方向に互いにずらし
て配置されている。この構成において凸部はこれと嵌合
する凹部と気密に面接触することによりパッキング面を
形成する。また、ガード格子を挟んで高熱ガスが流れる
部分と反対側の部分は、コンプレッサーから供給される
タービンハウジングの冷却のための圧縮空気で加圧され
る。カバー板は移動可能に取り付けられているので、高
熱ガスが圧縮空気側に流入しあるいは圧縮空気が高熱ガ
ス側へ流入する現象を回避することはほとんど不可能で
あった。このようなガスないしは空気の漏洩は、特に、
伸縮継手の嵌合凸部のパッキング面において発生する。
類似の問題は、縦方向に分割されている他の部材の組み
合わせ部分においても発生する。
【０００４】
【発明の目的】この発明は上述した事情に鑑みてなされ
たもので、セグメントどうしの接続部におけるガスの漏
洩を可能な限り少なくし、圧力損失を低減することがで
きるタービンエンジンの部材のパッキング機構を提供す
る事を目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のパッキング機構
は、タービンエンジンを構成する部材が第１の仮想平面
に沿って相対的に移動可能なセグメントに分割され、セ
グメントの凸部が他の部材の凹部に密着しつつ第１の仮
想平面に対して所定の角度をなす第２の仮想平面に沿っ
て移動可能に嵌合し、各セグメントの突き合わせ端部ど
うしの間に設けた伸縮継手をその延在方向に対して縦横
に延在するカバー板で閉塞し、各伸縮継手が、その延在
方向に対して横に取り付けられたカバー板と、パッキン
グ面として機能する凹部の対面との間に設けたＶ字状を
なす差込みによって密封され、上記差込みは、局所の差
圧によって作動し、凹部の底に向かって拡開する自由脚
によって取り付けられ、自由脚の広がった部分がセグメ
ントの斜めの突き合わせ面に接触し、端面によって凹部
を封止するとともに、自由脚の間で傾斜した基部の壁部
によって伸縮継手を封止するようになされていることを
特徴としている。
【０００６】
【作用】上記構成によれば、前記した所定の箇所を極め
て効率良く密封することができる。すなわち、凹部内の
カバー板から漏洩するシーリングのための圧縮空気の量
を大幅に減少させることができる。本発明は、凹部にお
ける圧縮空気と定常の流体、特に高熱ガス圧の間に充分
な差圧がある場合に適用される。本発明によるパッキン
グ機構では、３つのパッキング面が形成される。まず、
凹部の端面に差込みの端面が密着することにより形成さ
れるパッキング面である。次に、Ｖ字状をなす差込みの
拡開する自由脚の傾斜した側面が、セグメントに密着す
ることによって形成されるパッキング面である。差込み
は、高圧の圧縮空気により生じる差圧によってそのパッ
キング面に押圧されるので密着度が高められる。すなわ
ち、差込みの端面は差圧により凹部の壁面に押圧される
とともに、その自由脚が差圧で拡開されてセグメントに
押圧される。これによって、伸縮継手の製造誤差や熱膨
張の違いによる寸法の違いが補正される。３つ目のパッ
キング面は、差込みの基部の側面がセグメントに密着す
ることにより形成される。このパッキング面も差圧によ
り密着度が高められる。差込みは、伸縮継手の箇所にお
いて簡単に外から取付けることができる。この際、隣接
するセグメントの突き合わせ端部どうしの間に設けられ
る継手には、差込みを収容するための適切な形状の溝が
形成される。一般に、相対的に小さい寸法の継手では、
比較的大きい差圧が作用するように溝が形成される。
【０００７】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例につ
いて説明する。図１は第１の仮想平面Ｅ１に沿って相対
的に移動可能なセグメント２に分割された部材１を示
す。セグメント２の縁部から突出した凸部６は、他方の
部材８の凹部７に移動可能に嵌合し、凹部７のパッキン
グ面４，５と気密に接触している。これによって、部材
１は、第１の仮想平面Ｅ１と直交する第２の仮想平面Ｅ
２に沿った方向に相対移動可能とされている。セグメン
ト２どうしが互いに突き合わされた端部の間に設けられ
た伸縮継手９は、カバー板１０，１１で密封されてい
る。このカバー板１０，１１は、互いに所定の角度で交
差し、伸縮継手９を縦方向及び横方向において封止して
いる。カバー板１０、１１は、図６に示すように、セグ
メント２の内部に形成された溝Ａ，Ｂ内に摺動可能に挿
入されている。なお、図１においては、他方の部材８が
第２の仮想平面Ｅ２に対して直交するような配置となっ
ているが、平行に配置される場合もある。この場合にお
いて、部材１は、伸縮継手２によって複数に分割された
管状体をなすように構成される。また、これと類似した
構成は、熱交換器にも応用される。この場合は、分割さ
れた管状体の壁部の構成要素が凸部とされ、これが熱交
換器のハウジングの凹部に嵌合される。本発明は、この
様な場合にも応用可能である。
【０００８】部材１の伸縮継手９は、高圧タービンのタ
ービンガード格子の外側のカバー板を構成するセグメン
ト２の突き合わされた端部どうしの間に設けられてい
る。封止すべき場所は、凹部７の内部で縦方向に延在す
るカバー板１１と凹部の内周側の周面との間に形成され
ている。この箇所には、図２ないし図４に示すＶ字状を
なす差込み１２によって封止されている。
【０００９】図７に示すように、壁部１７の縁部には、
下方へ向けて突出するパッキングキャリアー８’が形成
され、このパッキングキャリアー８’の内部には下方に
向けて開口する凹部７が形成されている。凹部７には、
ガード格子の部材１の縁部に形成された凸部６がパッキ
ング面４、５に密着するとともにこれに沿って円周方向
へ摺動可能に挿入されている。ここで、差込み１２は、
圧縮空気の漏れ部分Ｌ（図６参照）を減少させるために
取り付けられている。この漏れ部分Ｌは、普段はカバー
板１１の回りを自由に流れているものが、静翼１９の横
の高熱管路１８（図７参照）に流入したものである。パ
ッキングキャリアー８’の半径方向外周側のリブ部分に
は、溝２０が形成されているので（図７参照）、パッキ
ング面４は主として凸部６の支持面として機能し、パッ
キング面として実質的に機能するのは他方のパッキング
面５である。よって、漏れ部分Ｌだけでなく溝２０から
の圧縮空気の漏れ部分Ｌ１も差込み１２によって大幅に
減少させることができる。
【００１０】図２は差込み１２の背面のＶ字状の形状を
示す。差込み１２の基部１５から両側に広がる自由脚１
３、１４は、一方の端面１６’から他方の端面１６に向
かって拡開している（図４参照）。端面１６では、基部
１５の縁部Ｔ２が直線状に形成され、他方の基部１６’
の縁部Ｔ１は狭く湾曲形状に形成されている。図３は、
差込み１２の基部１５が一方の端面１６’から他方の端
面１６に向けて傾斜していることを示している。そし
て、図６および図７に示すように、差込み１２は、ター
ビンの回転軸に直交するカバー板１１と凹部７の内周面
（パッキング面５）との間に取り付けられている。この
ような取付状態において、差込み１２の平坦な基部１５
は伸縮継手９に密着させられている。また、タービンの
作動中においては、自由脚１３、１４は凹部７の底に向
かい合った状態で差圧によりセグメント２の傾斜面ＳＴ
（図５参照）と伸縮継手９に押圧されて密着する。ま
た、差圧により、差込み１２の一方の端面１６は凹部７
の内周面に押圧されて完全に密着させられる（図６参
照）。なお、パッキング面５は差込み１２の端面１６と
平行とされている。
【００１１】図７は、ハウジング冷却及びシーリングの
ための圧縮空気をリング状室２１へ供給している状態を
示す（矢印Ｆ）。リング状室２１は、壁部１７及びパッ
キングキャリアー８’と、これらよりも半径方向外側に
配置されたカバーセグメント２、高熱ガス流Ｈを空気力
学的に効率よく方向転換させる火炎管部分２２及びこれ
と連結されたハウジングの部分２３で画成されている。
段が形成された火炎管部分２４は燃焼室と連結されてい
る。
【００１２】リング状室２１に供給される冷却及びシー
リングのための圧縮空気から漏れ部分Ｌ及びＬ１が生じ
る。よって、差込み１２の差圧動作は、リング状室２１
内の圧縮空気の圧力が、タービン管路１８の付近の高熱
ガス流の静的な圧力より大きい場合に生じる。
【００１３】図７には、高熱ガス流Ｈを外側からガイド
し、ガード格子１の方向へ転換する火炎管部分２５が示
されている。図に示すように、ガード格子の部分１の外
側のカバーセグメント２は、火炎管部分２２のＫで示す
部分で軸方向及び半径方向に弾性的に取り付けられてい
る。さらに、ガード格子の部分１は、その静翼１９の下
端部に設けられたカバーセグメント２’に形成されたフ
ック（Ｋ１、Ｋ２）により、静翼キャリアー２５’およ
びこれと連結された火炎管部分２５の支持部材２６に取
り付けられている。この高圧タービンセグメントは、さ
らに車軸ホール２７の外側に固定されている静翼２８を
含み、その先端はこれを囲むハウジングリング２９に固
定されている。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、セ
グメントどうしの接続部におけるガスの漏洩を可能な限
り少なくし、圧力損失を低減することができるという効
果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】縦方向に分割された部材を密封するための装置
の透視図であって、一方の部材から突出した凸部が他の
部材の凹部に移動可能に嵌合した状態を示す。
【図２】図１に示された部分の背面である。
【図３】図１に示された部分の縦断面である。
【図４】図１に示された部分の平面図である。
【図５】図６の斜めｘ方向から見た伸縮継手によって互
いに接続されたセグメントおよび差込みを示す側面図で
ある。
【図６】セグメントが他方の部材に嵌合された状態を示
す即断面図である。
【図７】高圧タービンの一部を示す回転軸に沿う断面図
である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 タービンエンジンを構成する部材（１）
    が第１の仮想平面（Ｅ１）に沿って相対的に移動可能な
    セグメント（２）に分割され、セグメント（２）の凸部
    （６）が他の部材（８、１７）の凹部（７）に密着しつ
    つ第１の仮想平面に対して所定の角度をなす第２の仮想
    平面（Ｅ２）に沿って移動可能に嵌合し、各セグメント
    の突き合わせ端部どうしの間に設けた伸縮継手（９）を
    その延在方向に対して縦横に延在するカバー板（１０、
    １１）で閉塞し、各伸縮継手（９）が、その延在方向に
    対して横に取り付けられたカバー板（１１）と、パッキ
    ング面として機能する凹部（７）の対面との間に設けた
    Ｖ形の差込み（１２）によって密封され、 上記差込みは、局所の差圧によって作動し、上記凹部の
    底に向かって拡開する自由脚（１３、１４）によって取
    り付けられ、自由脚（１３，１４）の広がった部分でセ
    グメント（２）の斜めの突き合わせ面（ＳＴ）に接触
    し、端面（１６）によって凹部（７）を封止するととも
    に、自由脚（１３、１４）の間で傾斜した基部（１５）
    の壁部によって伸縮継手（９）を封止することを特徴と
    するパッキング機構。
  2. 【請求項２】 前記凹部（７）はハウジングに類似する
    他の部材（１７）のカバーキャリアー（８’）に取り付
    けられていることを特徴とする請求項１に記載のパッキ
    ング機構。
  3. 【請求項３】 前記第１の仮想平面はリング状の平面で
    あり、前記部材（１）のカバーセグメント（２）は、タ
    ービンの上記第１の仮想平面に沿って分割されたタービ
    ンガード格子（１）であり、他の部材（１７）は円周方
    向に延在する凹部（７）を有するタービンのハウジング
    の一部であることを特徴とする請求項１または請求項２
    に記載のパッキング機構。
  4. 【請求項４】 前記部材（１）と他の部材（８）は、タ
    ーボ、特にターボラムジェトの推進ノズル、または空気
    吸込のための転換部材であることを特徴とする請求項１
    または２に記載のパッキング機構。
JP5109675A 1992-05-11 1993-05-11 タービンエンジンの部材のパッキング機構 Withdrawn JPH0610708A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4215440.5 1992-05-11
DE4215440A DE4215440A1 (de) 1992-05-11 1992-05-11 Einrichtung zur Bauteilabdichtung, insbesondere bei Turbomaschinen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0610708A true JPH0610708A (ja) 1994-01-18

Family

ID=6458568

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5109675A Withdrawn JPH0610708A (ja) 1992-05-11 1993-05-11 タービンエンジンの部材のパッキング機構

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5338152A (ja)
JP (1) JPH0610708A (ja)
DE (1) DE4215440A1 (ja)
FR (1) FR2690965B1 (ja)
GB (1) GB2267319B (ja)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2296295A (en) * 1994-12-23 1996-06-26 Rolls Royce Plc Sealing arrangement for a gas turbine engine
US5624227A (en) * 1995-11-07 1997-04-29 General Electric Co. Seal for gas turbines
US5709530A (en) * 1996-09-04 1998-01-20 United Technologies Corporation Gas turbine vane seal
JP3462695B2 (ja) * 1997-03-12 2003-11-05 三菱重工業株式会社 ガスタービン動翼シール板
US5868398A (en) * 1997-05-20 1999-02-09 United Technologies Corporation Gas turbine stator vane seal
US5971703A (en) * 1997-12-05 1999-10-26 Pratt & Whitney Canada Inc. Seal assembly for a gas turbine engine
US6568692B2 (en) 2001-03-02 2003-05-27 Honeywell International, Inc. Low stress seal
DE102004016452B4 (de) * 2004-03-31 2020-06-10 Ansaldo Energia Ip Uk Limited Strömungsmaschine
US20090000231A1 (en) * 2007-06-28 2009-01-01 Burns Steven A Sealing System for Suspended Ceilings
US20090110546A1 (en) * 2007-10-29 2009-04-30 United Technologies Corp. Feather Seals and Gas Turbine Engine Systems Involving Such Seals
DE102007059220A1 (de) * 2007-12-07 2009-06-10 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Leitschaufelkranz für thermische Strömungsmaschinen, insbesondere Flugtriebwerke
DE102010005153A1 (de) * 2010-01-21 2011-07-28 MTU Aero Engines GmbH, 80995 Gehäusesystem für eine Axialströmungsmaschine
EP2428649A1 (de) * 2010-09-10 2012-03-14 Siemens Aktiengesellschaft Drallbrecher in einer Leckageströmung einer Strömungsmaschine
US10443419B2 (en) 2015-04-30 2019-10-15 Rolls-Royce North American Technologies Inc. Seal for a gas turbine engine assembly
EP3088679A1 (en) * 2015-04-30 2016-11-02 Rolls-Royce Corporation Seal for a gas turbine engine assembly
US11781440B2 (en) * 2021-03-09 2023-10-10 Rtx Corporation Scalloped mateface seal arrangement for CMC platforms

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3112915A (en) * 1961-12-22 1963-12-03 Gen Electric Rotor assembly air baffle
US3728041A (en) * 1971-10-04 1973-04-17 Gen Electric Fluidic seal for segmented nozzle diaphragm
US3893786A (en) * 1973-06-07 1975-07-08 Ford Motor Co Air cooled shroud for a gas turbine engine
US3970318A (en) * 1975-09-26 1976-07-20 General Electric Company Sealing means for a segmented ring
DE2907748A1 (de) * 1979-02-28 1980-09-04 Motoren Turbinen Union Einrichtung zur minimierung und konstanthaltung der bei axialturbinen vorhandenen schaufelspitzenspiele, insbesondere fuer gasturbinentriebwerke
US4524980A (en) * 1983-12-05 1985-06-25 United Technologies Corporation Intersecting feather seals for interlocking gas turbine vanes
EP0173684B2 (en) * 1984-03-08 1996-06-12 BRANDON, Ronald E. Segmented labyrinth-type shaft sealing system for fluid turbines
US5154577A (en) * 1991-01-17 1992-10-13 General Electric Company Flexible three-piece seal assembly

Also Published As

Publication number Publication date
GB2267319B (en) 1996-01-10
FR2690965B1 (fr) 1994-12-16
US5338152A (en) 1994-08-16
DE4215440A1 (de) 1993-11-18
GB2267319A (en) 1993-12-01
FR2690965A1 (fr) 1993-11-12
GB9309682D0 (en) 1993-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0610708A (ja) タービンエンジンの部材のパッキング機構
KR100718377B1 (ko) 밀봉부
US6402466B1 (en) Leaf seal for gas turbine stator shrouds and a nozzle band
TWI649493B (zh) 嵌件套組、葉片、燃氣渦輪機、以及葉片的製造方法
KR100762536B1 (ko) 가스 터빈
JP2017082777A (ja) タービンのスロット付きの弧状リーフシール
US7178340B2 (en) Transition duct honeycomb seal
US8225614B2 (en) Shim for sealing transition pieces
JP2002523708A (ja) Ｃ形リング・シール
JP4490670B2 (ja) 蒸気グランド用のハイブリッド型ハニカム・ブラシシール
CA2714826C (en) Bleed air transfer tube
KR20180074207A (ko) 가스 터빈
US9038394B2 (en) Convolution seal for transition duct in turbine system
KR960034694A (ko) 버킷 팁 간극을 제어하는 제거가능한 내부 터빈 쉘
CA2523183A1 (en) Circumferential feather seal
JP2003113945A (ja) 軸シール機構及びタービン
US9869194B2 (en) Seal assembly to seal corner leaks in gas turbine
GB2102897A (en) Annular seals
JP6746322B2 (ja) テーパ付きガスタービンセグメントシール
JP2007513281A (ja) 燃焼器壁とノズルプラットフォームとの間の褶動ジョイント
US7562880B2 (en) Seal usable between thermally movable components
US20180100439A1 (en) Sealing device arrangement at the interface between a combustor and a turbine of a gas turbine and gas turbine with such a sealing arrangement
JP2002267022A (ja) クロスリングシール組立体および装置
EP0919701B1 (en) Sealing structure for joint surfaces of flanges of gas turbine
US10689994B2 (en) Seal assembly to seal corner leaks in gas turbine

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20000801