JPH0650104A - 特に整流器羽根段の周囲での漏出を防止するための、羽根段と回転ドラムとの間のシーリング装置 - Google Patents

特に整流器羽根段の周囲での漏出を防止するための、羽根段と回転ドラムとの間のシーリング装置

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JPH0650104A
JPH0650104A JP5146915A JP14691593A JPH0650104A JP H0650104 A JPH0650104 A JP H0650104A JP 5146915 A JP5146915 A JP 5146915A JP 14691593 A JP14691593 A JP 14691593A JP H0650104 A JPH0650104 A JP H0650104A
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    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/001—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between stator blade and rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
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    • F05D2240/56—Brush seals
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Abstract

(57)【要約】 【目的】回転子と固定羽根段の間の、回転機械における
シーリングを確実なものにする。 【構成】羽根の縁が、スロット内に輪状パッキンを有す
るリングに接合され、この輪状パッキンは、ばねによっ
て回転子の補強部分の横面に向けて縦方向に押しやられ
る。乱流のないガス流が、前記パッキンによって得られ
る完全なシールの結果として得られる。更に、前記回転
子が概ね直線状のフェルールによって構成されることが
可能であり、このことは、限定された応力集中しか生じ
させない。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、羽根段とそれに対して
回転するドラムとの間のシーリング作用を確実にするた
めの装置に係わる。本発明は、航空エンジン圧縮機に使
用されることが可能である。
【０００２】
【従来の技術】そうした機械はドラム状の回転子を有
し、固定子が、この回転子と共に環状ガス流を画定する
ように、この回転子を取り囲む。固定子は、回転子と共
に回転する可動羽根段によって占められ、これらの可動
羽根段は、固定子に接続された固定羽根段と互い違いに
なっており、斜めに傾斜した可動羽根段をガス流が通過
した後に、そのガス流を整流する働きをする。
【０００３】羽根縁と回転子との間でのガス漏出を防止
するために、固定羽根が環状ガス流の厚さの概ね全体に
亙って延在することが適切である。しかし、そのエンジ
ンの動作条件、特に温度が、様々な動作条件下で著しく
変化し、異なった熱膨張が、固定羽根の縁部に接した回
転子に対して摩擦を生じさせ、大惨事をもたらす恐れが
ある。従って、この箇所に最少限度のクリアランスを許
容することが必要であるが、このことは比較的大きな効
率損失を余儀なくさせる。
【０００４】既に製造されているエンジンに採用された
設計の１つは、殆ど完全に漏出を防止することによっ
て、より良好な結果を与えると仮定されている。これは
図１に示され、各段の固定羽根１は、リング３によって
接合された側縁２を有する。この場合に、軸線Ｘの周り
を回転する回転子４がフェルール５によって形成され、
このフェルール５の母線は、応力集中を避けるために概
ね直線状であり、可動羽根９の脚８の挿入のための凹所
７を含む環状フランジ６が、フェルール５上に形成され
る。連続するフランジ６の間に補強部分10が延在し、リ
ング３の穴は、フランジ６の外側面11と共に概ね滑らか
な連続表面を形成するように、外側面11と面一であり、
この連続平面がガス流の規則正しい流動を可能にする。
各々の補強部分10の底部は、リング３に向けて方向付け
られた輪状突起12を有する。リング３は、ハニカム構造
であることが可能な磨滅し易い材料13によって覆われ
る。前記クリアランスが非常に小さい場合に、突起12が
材料13を摩擦し、エンジン回転時に材料13を磨耗させて
ラビリンスシールを形成するように、突起12の高さと材
料13の厚さが選択される。このことは、補強部分10を通
してのガス循環を殆ど完全に防止するだろう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、その機械の連
続的な実用運転は、特に固定羽根１に対する回転子の相
対位置に関して、絶えず僅かに変化する条件の下で行わ
れ、磨滅材料13の磨耗が続き、その結果として、ラビリ
ンスシールの間に形成されるクリアランスが増大し、従
って漏出が生じる。更に、漏出が無い場合にさえも、リ
ング３とフランジ６と磨滅材料13とによって補強部分10
内に画定される空洞が乱流を生じさせる。従って、この
装置は欠点を有する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記リングに
よって保持されたパッキンが、補強部分の横面に達する
まで延在するという点で独創的である。より特定的に
は、本発明の装置は、環状ガス流の中の羽根段と、前記
環状ガス流の縦方向に一致する軸線の周りを前記羽根に
対して相対的に回転し且つ前記環状ガス流を部分的に画
定するドラムとによって構成され、２つの横面によって
画定される前記ドラムの輪状補強部分と面一であるリン
グが前記羽根段の末端に備えられ、更に、前記リング
が、パッキンを各々に収容する２つの輪状スロットを有
し、前記スロットが前記２つの横面の一方に向かって開
いており、前記スロットから前記パッキンを押し出すた
めの且つ前記横面に対して前記パッキンを押し付けるた
めの手段を備えることを特徴とする。
【０００７】このアセンブリは、環状ガス流と補強部分
の間の完全なシールを得ることを可能にし、これらの補
強部分はもはや漏出のための出口として働くことは不可
能である。乱流発生断面の過剰な変化を生じさせないよ
うに、環状ガス流を画定する壁の可能な限り近くにパッ
キンが配置されることが好ましい。過剰な摩擦とそれに
対応する磨耗とを防止するのに適した小さい力を有し、
且つ固定部品と可動部品の間の縦方向位置の変動の作用
によって影響を受けることがないことを確保するのに十
分な可とう性を有する、（特に環状プレートを伴った）
ばねのような手段によって、前記パッキンが引き離され
る。半径方向の変動に関しては、前記パッキンが横面上
を滑動するにすぎないが故に、半径方向の変動は影響を
与えない。
【０００８】パッキンを押し戻すための手段が、スロッ
ト内を滑動し且つパッキンがそれに固着されたパッキン
ホルダとスロットの底部との間で圧縮された、可とう性
の弾性毛状針金（elastic hairs ）である場合に、１つ
の有利な実施例が得られる。この可とう性の弾性毛状針
金がパッキンを構成し、横面まで延在することが有利で
ある。
【０００９】この分野では、縦方向の力を受ける輪状の
密封パッキン又はガスケットが既に知られているが、し
かし、これらは、加圧ガスが供給されなければならない
１つの室を画定する２つの同中心リップを有する剛性パ
ッキンであり、従って、これらのリップは、これらのリ
ップがその前に延在する横面の上を擦らない。従って、
本発明の場合よりも多量の漏出が避けられず、これらの
パッキンの各々に対する加圧ガス供給は、高コストの運
転をもたらす。
【００１０】本発明は、特定の運転状態において、特に
エンジン受取試験中に、スロット内にパッキンを保持す
るために、リングに備えられた取外し可能な突合せを有
することによって改善されることが可能である。
【００１１】パッキン位置の更に適切な調整と、パッキ
ンにおける更に良好な応力均一性とを得るために、環状
ガス流の縦方向に相互に移動可能である２つの部品（そ
の一方は羽根に固着され、他方はスロットとパッキンを
有する）からリングが形成されることが決められてよ
い。
【００１２】以下では、本発明が、その非限定的な実施
例に関して、添付図面を参照しながら、より詳細に説明
されるだろう。
【００１３】
【実施例】図２の補強部分10は、突起のない平滑な底部
を有し、フランジ６の２つの輪状の平らな横面14によっ
て画定される。真っ直ぐな（円筒形又は円錐形の）フェ
ルール５が、良好な応力均一性を確実なものにする。リ
ング３は主にプレート16によって構成され、これらのプ
レート16は、補強部分10と向かい合って、概ね横面14に
達するまで延在する。固定羽根１がプレート16の外側面
に連接され、一方、プレート16の内側面は、可とう性カ
ラー15を有し、これらの可とう性カラー15は、補強部分
10の一部分を占め、プレート16と一体であるか、又はプ
レート16に溶接されることが可能である。図に点線で示
されるように、プレート16から明確に限定された仕方で
離れるために、カラー15の最初の形状は直線状で且つ傾
斜している。その後で、プレート16に向かって動かされ
るように、且つ、横面14に向かって開いている輪状スロ
ット17をプレート16と共に形成するように、その機械の
組み立ての間にカラー15が変形させられる。スロット17
の各々はＵ字形断面のパッキンホルダ18を受け、パッキ
ンホルダ18は輪状パッキン19を収容し、輪状パッキン19
の自由端部は、横面14の１つを摩擦するために、パッキ
ンホルダ18と各々のスロット17とを越えて突き出る。こ
れは、スロット17の底部とパッキンホルダ18の底部21の
間の位置にスロット17の中に滑り込まされた板ばね20に
よって得られる。横面14に対するパッキン19の圧着力
は、これらの部品の寸法と板ばね20の剛さとによって決
定される。図示された実施例では、プレート16は、カラ
ー15の縦縁24を越えて延在する縦縁23を有する。環状ガ
ス流内に高い圧力がある場合には、カラー15がパッキン
ホルダ18を支持するように、上記の関係を逆にすること
が適切である。
【００１４】プレート16の穴の中に噛み合わされ且つそ
の先端がパッキンホルダ18の縦スロット28を貫通する、
取外し可能なウォームねじ27のような公知の手段が、パ
ッキンホルダ18がスロット17内で回転することを防止す
る。スロット28は、パッキン19がスロット17から過剰に
外に出ることを防止するための縦方向の突合せとしても
働くことが可能である。従って、この場合には、ウォー
ムねじ27がスロット28の端部に突き当たるようにスロッ
ト28の長さを限定することだけが必要である。
【００１５】実際には、その機械の据え付けを可能にす
るために、パッキンホルダ18とパッキン19と板ばね20と
が扇形部分に再分割される。この場合に、パッキンホル
ダ18とパッキン19の間の間隙25は、プレート16を隔てる
間隙26からずらされ、従って、これらの位置では環状ガ
ス流と補強部分10との間に連絡はない。他の手段、特に
他のパッキンが、スロット17の対の間に位置したリング
３の扇形部分の間に位置する間隙26の一部分をふさぐた
めに使用され得る。パッキン19は、例えば、炭素複合材
料や、編組金属や、薄層材料や、ブラシや、その他の適
切な材料であってよい。このパッキン19は、たわみ自在
に取り付けられ、その移動が制限され、従って横壁14の
過早磨耗を生じさせるような力で横壁14に押し付けられ
ることがないが故に、パッキン19の材料の選択範囲は広
い。
【００１６】図３と図４は本発明の更に別の２つの実施
例を示し、これらの実施例ではリングが参照符号103 と
203 で示される。これらのリングは、２つの部品、即
ち、固定羽根１に接続された部品30と、カラー15とパッ
キン19を有する部品31とによって構成される。これらの
２つの部品30、31は、環状ガス流の縦方向に往復移動可
能である。このために、第２の部品31にはアングル断面
32が備えられ、これらのアングル断面32は、第１の部品
30の滑り管33をそれらの間に固定すると共に、前記管33
がアングル部分32の凸凹の中に噛み合い且つそれから部
分的に出ることを可能にする。２つの部品30、31が互い
に回転することを防止するために、スプライン34が２つ
の部品30、31の間に備えられる。
【００１７】この場合には、その機械の運転状態に従っ
て固定羽根１の傾斜を変化させることが可能であるよう
に、固定羽根１がピボット旋回自在に装着されるが故
に、補強部分110 がより深く、リング103 （更に特にそ
の第１の部分30）が、より大きな半径方向長さを有す
る。傾斜調節メカニズムが固定羽根段１の周囲に配置さ
れるが、この図には見てとることができない。リング10
3 は、固定羽根１のピボット旋回を可能にするための手
段を有するにすぎない。従って、この結果として第１の
部品30が構成され、固定羽根１のピボットピン36を囲む
摩擦防止ブシュ35を含む。これらの条件の下で、パッキ
ン19がその上を擦る回転子104 の横面114 は、環状ガス
流の直ぐ近くには設置されず、その代わりに、半径方向
に方向付けられた輪状突起37又は38の上に、環状ガス流
から半径方向に一定の距離を置いて設置され、個々の場
合に応じて内側又は外側に向けて方向付けられることが
可能である。この場合には、はるかに大きな体積が環状
ガス流とパッキン19との間に存在するが、パッキン19の
結果として得られる緊密シールの故に、望ましくない流
れと乱流とが相当な程度まで回避される。
【００１８】図４の装置は僅かに異なっている。リング
203 を保持する可動部品が、内側プレート40と、ピボッ
トピン36の高さに延在する２つのパッキンホルダリング
41とによって構成されるように、パッキン19が環状ガス
流の近くに配置される。概ね部品30と同様に作られた、
リング203 の固定部品42に対する可動部品29のための滑
動システムが、２つのパッキン19に対して同一の力又は
応力を生じさせるために、その機械における変形を補償
することを可能にする。
【００１９】図５は、図２のパッキンに取って代わるこ
とが可能な、図２のパッキンとは異なったタイプのパッ
キンを示す。ばね20が省略され、この場合にはパッキン
119が、パッキンホルダ118 に固定された可とう性の毛
状針金の縁取り（border）によって構成され、その縁取
りの一方の縁121 が横面14に当たって擦り、その他方の
縁122 がスロット17の底部に接触する（図２の実施例の
パッキン19は、他の製品から作られることが可能であ
り、特に、連続した可とう性の弾性材料リップを有する
ことが可能である）。この場合には、パッキンホルダ11
8 は更に自由にスロット17内を滑動する。この配置の利
点は、より一層良好なシーリング作用と、パッキンに対
する押さえ力のより容易な選択と、その機械の回転子と
固定子の間の軸方向ずれに関するより大きな許容差であ
る。
【００２０】従って、スロットの内部におけるガス流
は、静止用パッキンとして働く縁122によって抵抗を受
ける。スロット17の中に毛状針金を嵌め込む前に毛状針
金の先端から望ましい長さを切断することによって、毛
状針金の圧縮を減少させることが可能である。固定子内
での回転子のずれは、毛状針金の湾曲によってパッキン
に影響を与えるが、この毛状針金の湾曲は、従来の多数
のばねの場合に生じるものとは反対に、湾曲作用に応じ
て僅かしか変化しない弾性力を生じさせる。この力の大
きさは、特に、縁122 の側の毛状針金の自由長さによっ
て決定される。
【００２１】この効果の必然的な帰結は、横面14に対す
るパッキン119 の接触圧力が、固定子内での回転子の軸
方向ずれによってはさほど影響を受けず、且つ、パッキ
ン119 が著しく圧縮される時にさえ、パッキンによる回
転子の制動の危険性が著しく低減されるということであ
る。
【００２２】当然のことながら、これらの様々な実施例
は、同じ１つの手段の個々の段において並行して使用さ
れることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術のシーリング装置の断面図である。
【図２】本発明を例示する詳細な斜視図である。
【図３】本発明の特殊な実施例を示す断面図である。
【図４】本発明の特殊な実施例を示す断面図である。
【図５】本発明のために使用可能な別のパッキンを示す
断面図である。
【符号の説明】
１ 固定羽根 ３、103 、203 リング ４、104 回転子 ５ フェルール ６ フランジ 10 補強部分 14、114 横面 15 可とう性カラー 17 環状スロット 18、118 パッキンホルダ 19、119 輪状パッキン 20 板ばね
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジヤン−クリストフ・マルク・ジヤツク・ マリ・コルデイエ フランス国、77000・ムラン、プラス・ア ルベール・ゴルジユ・14 (72)発明者 コリーヌ・ギレーヌ・ドウラエイ フランス国、77720・モルマン、サン−メ リー、リユ・デ・モルテイエ、９ (72)発明者 ジヤン−クロード・リユシアン・ドウロン ジユ フランス国、91100・コルベイユ・エソン ヌ、リユ・パストウール、13 (72)発明者 ギー・フランク・ポール・デユセール−テ ルモン フランス国、77115・スイブリ・クルトリ ー、リユ・ドウ・ラ・メリー、13 (72)発明者 ジヤン−ピエール・エリ・ガリベル フランス国、77176・サビニー・ル・タン プル、リユ・ドウ・ラ・ブールズイー、33 (72)発明者 ローラン・ジル フランス国、77000・ムラン、アブニユ・ シヤルル・ペギー、31 (72)発明者 ジヤツキー・セルジユ・ノーデ フランス国、91070・ボンドウーフル、リ ユ・デ・ペルドリクス、８ (72)発明者 デイデイエ・モーリス・ルイ・ヌボ フランス国、77190・ダマリー・レ・リス、 レジダンス・アキテーヌ・751 (72)発明者 テイエリー・アンリ・マルセル・タサン フランス国、91800・ブリユノイ、リユ・ ジヤン・バントトロワ、５ (72)発明者 ジエラール・エドモン・ルネ・ベルモン フランス国、77170・クベール、リユ・ デ・プテイツト・メゾン・１

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 環状ガス流の中の羽根段と、前記環状ガ
    ス流の縦方向に一致する軸線の周りを前記羽根に対して
    相対的に回転し且つ前記環状ガス流を部分的に画定する
    ドラムとによって構成される装置であって、２つの横面
    によって画定された前記ドラムの輪状補強部分と面一で
    あるリングが、前記羽根段の末端に備えられ、更に、前
    記リングが、パッキンを各々に収容する２つの輪状スロ
    ットを有し、前記スロットが前記２つの横面の一方に向
    かって開いており、前記スロットから前記パッキンを押
    し出すための且つ前記横面に対して前記パッキンを押し
    付けるための手段を備えることを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】 前記パッキンを押し戻すための手段が、
    前記スロットの底部に配置された板ばねであることを特
    徴とする請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記リングが、前記スロット内に前記パ
    ッキンを保持するための取外し可能な突合せを有するこ
    とを特徴とする請求項１に記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記スロットが、高さが異なった２つの
    縁によって画定されることを特徴とする請求項１に記載
    の装置。
  5. 【請求項５】 前記リングが、前記スロットの前記縁の
    一方を形成するために、前記補強部分内に配置された可
    とう性カラーを含むことを特徴とする請求項１に記載の
    装置。
  6. 【請求項６】 前記リングが、前記ガス流の縦方向に相
    互に移動可能な２つの部品によって構成され、前記２つ
    の部品の一方が前記羽根に固着され、その他方が前記ス
    ロットを有することを特徴とする請求項１に記載の装
    置。
  7. 【請求項７】 前記羽根が前記リング上にピボット旋回
    自在に装着されることを特徴とする請求項１に記載の装
    置。
  8. 【請求項８】 パッキンを押し戻すための前記手段が、
    パッキンがそれに固着され且つ前記スロット内を滑動す
    るパッキンホルダと、前記スロットの底部との間で圧縮
    された、可とう性の弾性毛状針金であることを特徴とす
    る請求項１に記載の装置。
  9. 【請求項９】 前記可とう性の弾性毛状針金が、前記パ
    ッキンを形成し、前記横面に達するまで延在することを
    特徴とする請求項８に記載の装置。
JP5146915A 1992-05-27 1993-05-26 特に整流器羽根段の周囲での漏出を防止するための、羽根段と回転ドラムとの間のシーリング装置 Expired - Lifetime JP2620493B2 (ja)

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FR9206475A FR2691749B1 (fr) 1992-05-27 1992-05-27 Dispositif d'etancheite entre des etages d'aubes et un tambour tournant notamment pour eviter les fuites autour des etages d'aubes de redresseur .
FR9206475 1992-05-27

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JPH0650104A true JPH0650104A (ja) 1994-02-22
JP2620493B2 JP2620493B2 (ja) 1997-06-11

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US (1) US5328328A (ja)
EP (1) EP0572312B1 (ja)
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DE (1) DE69300621T2 (ja)
FR (1) FR2691749B1 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101105402B1 (ko) * 2009-09-30 2012-01-17 한국전력공사 용접비드 방식을 적용한 가스터빈 디스크 밀봉밴드
JP2014505204A (ja) * 2011-01-31 2014-02-27 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 軸方向ブラシシール

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