JPH07233735A - 軸流ガスタービン・エンジンのシール構造 - Google Patents
軸流ガスタービン・エンジンのシール構造Info
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- JPH07233735A JPH07233735A JP6308570A JP30857094A JPH07233735A JP H07233735 A JPH07233735 A JP H07233735A JP 6308570 A JP6308570 A JP 6308570A JP 30857094 A JP30857094 A JP 30857094A JP H07233735 A JPH07233735 A JP H07233735A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F01D11/005—Sealing means between non relatively rotating elements
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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-
- 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
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
- F01D25/12—Cooling
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 冷却空気の必要量を最小にでき、外側エアシ
ールの有効寿命を伸ばすのに必要な冷却を行うことがで
きる外側エアシールを提供する。 【構成】 ガスタービン・エンジンの外側エアシール
（11）は多数のアーチ形シール・セグメント（19）から
なり、各々が１以上の内部冷却流路（43）を備えてい
る。各々のシール・セグメントは、シール面（31）に対
向し且つシール面から離間した冷却液供給面（40）と、
シール面から冷却液供給面まで延びる第１および第２の
端面（56、58）を備えている。各々の端面は、略平面の
垂直面（60、62）と、１００度乃至１４０度の開先角度
で交差する略平面の傾斜面（64、66）とを備え、冷却液
供給面は第２の端面に隣接する多数の冷却オリフィス
（41）を備えている。少なくとも一つの冷却流路（43）
が第１の端面を横切って第２の端面の手前まで延びてお
り、冷却オリフィスを介して冷却液供給面に連通してい
る。
ールの有効寿命を伸ばすのに必要な冷却を行うことがで
きる外側エアシールを提供する。 【構成】 ガスタービン・エンジンの外側エアシール
（11）は多数のアーチ形シール・セグメント（19）から
なり、各々が１以上の内部冷却流路（43）を備えてい
る。各々のシール・セグメントは、シール面（31）に対
向し且つシール面から離間した冷却液供給面（40）と、
シール面から冷却液供給面まで延びる第１および第２の
端面（56、58）を備えている。各々の端面は、略平面の
垂直面（60、62）と、１００度乃至１４０度の開先角度
で交差する略平面の傾斜面（64、66）とを備え、冷却液
供給面は第２の端面に隣接する多数の冷却オリフィス
（41）を備えている。少なくとも一つの冷却流路（43）
が第１の端面を横切って第２の端面の手前まで延びてお
り、冷却オリフィスを介して冷却液供給面に連通してい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、作動流体の環状流路を
有するガスタービン・エンジンに関し、詳しくは、ガス
タービン・エンジンの長手方向の軸線の回りに周方向に
延びて作動流体をエンジンの流路に閉じ込める幾つかの
シール・セグメントからなるシール構造に関する。
有するガスタービン・エンジンに関し、詳しくは、ガス
タービン・エンジンの長手方向の軸線の回りに周方向に
延びて作動流体をエンジンの流路に閉じ込める幾つかの
シール・セグメントからなるシール構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】典型的な軸流ガスタービン・エンジン
は、圧縮セクション、燃焼セクションおよびタービン・
セクションを備えており、これらのセクションを通って
軸方向に作動流体の環状流路が延在している。この作動
流体の環状流路の回りには、作動流体を環状流路に閉じ
込めてその環状流路に沿って流すためのステータ・アセ
ンブリが延在している。
は、圧縮セクション、燃焼セクションおよびタービン・
セクションを備えており、これらのセクションを通って
軸方向に作動流体の環状流路が延在している。この作動
流体の環状流路の回りには、作動流体を環状流路に閉じ
込めてその環状流路に沿って流すためのステータ・アセ
ンブリが延在している。
【０００３】この環状流路に沿って作動流体が流れる
と、作動流体は圧縮セクションで圧縮され、燃焼セクシ
ョンで燃料とともに燃焼されて、作動流体にエネルギー
を与える。高温の圧縮された作動流体は、タービン・セ
クションで膨張して仕事を発生する。この仕事の大部分
は、フリー・タービンを駆動するため又は航空機のスラ
スト（推力）を得るために使用される。
と、作動流体は圧縮セクションで圧縮され、燃焼セクシ
ョンで燃料とともに燃焼されて、作動流体にエネルギー
を与える。高温の圧縮された作動流体は、タービン・セ
クションで膨張して仕事を発生する。この仕事の大部分
は、フリー・タービンを駆動するため又は航空機のスラ
スト（推力）を得るために使用される。
【０００４】タービン・セクションで発生した仕事の残
りの部分は、これらの目的には使用されず、作動流体自
体の圧縮に使用される。この仕事をタービン・セクショ
ンから圧縮セクションに伝えるために、タービン・セク
ションと圧縮セクションの間にロータ・アセンブリが延
在している。タービン・セクション内のロータ・アセン
ブリは、作動媒体の流路を横切って外側に延びる複数の
ロータ・ブレードを備えている。これらのロータ・ブレ
ードは、作動流体から仕事を得るため及びロータ・アセ
ンブリを回転軸の回りに駆動するために、進入する流れ
に対して傾いた翼型を有している。
りの部分は、これらの目的には使用されず、作動流体自
体の圧縮に使用される。この仕事をタービン・セクショ
ンから圧縮セクションに伝えるために、タービン・セク
ションと圧縮セクションの間にロータ・アセンブリが延
在している。タービン・セクション内のロータ・アセン
ブリは、作動媒体の流路を横切って外側に延びる複数の
ロータ・ブレードを備えている。これらのロータ・ブレ
ードは、作動流体から仕事を得るため及びロータ・アセ
ンブリを回転軸の回りに駆動するために、進入する流れ
に対して傾いた翼型を有している。
【０００５】また、作動流体を流路に閉じ込めるため
に、ロータ・ブレードは外側エアシールに囲まれてい
る。典型的な外側エアシールは金属からなり、作動流体
から外側エアシールへの熱伝達を禁止するためにセラミ
ックの熱障壁材で被覆する場合もある。外側エアシール
はステータ構造の一部であり、複数のアーチ形セグメン
トから形成されている。また、ステータ・アセンブリ
は、外側ケースと、この外側ケースから外側エアシール
のセグメントを支持する構造とを備えている。これらの
外側ケースおよび支持構造は、ロータ・ブレードの先端
の及ばない所で作動流体の漏れを防止するために、外側
エアシールのセグメントをロータ・ブレードに極めて接
近させて配置させている。そのため、外側エアシールの
セグメントは、高温の作動流体と緊密に接触して作動流
体から熱を受け取り、セグメントの温度を許容範囲内に
保つために冷却される。隣接するセグメントは、冷却お
よびパージのため及び外側エアシールを介して静的構造
内に作動流体が漏れるのを防止するために、二次流れを
必要とするセグメント間の間隙にだけ離間して配置され
ている。
に、ロータ・ブレードは外側エアシールに囲まれてい
る。典型的な外側エアシールは金属からなり、作動流体
から外側エアシールへの熱伝達を禁止するためにセラミ
ックの熱障壁材で被覆する場合もある。外側エアシール
はステータ構造の一部であり、複数のアーチ形セグメン
トから形成されている。また、ステータ・アセンブリ
は、外側ケースと、この外側ケースから外側エアシール
のセグメントを支持する構造とを備えている。これらの
外側ケースおよび支持構造は、ロータ・ブレードの先端
の及ばない所で作動流体の漏れを防止するために、外側
エアシールのセグメントをロータ・ブレードに極めて接
近させて配置させている。そのため、外側エアシールの
セグメントは、高温の作動流体と緊密に接触して作動流
体から熱を受け取り、セグメントの温度を許容範囲内に
保つために冷却される。隣接するセグメントは、冷却お
よびパージのため及び外側エアシールを介して静的構造
内に作動流体が漏れるのを防止するために、二次流れを
必要とするセグメント間の間隙にだけ離間して配置され
ている。
【０００６】冷却空気を使用することにより、外側エア
シールを冷却しない場合よりも外側エアシールの運用寿
命を伸ばすことができる。しかし、冷却空気を使用する
と、エンジンの有効仕事の一部が圧縮機内の冷却空気の
圧縮に使用されるためエンジンの作動効率が低下する。
そのため、外側エアシールのような構成要素の運用寿命
を満足なものにするために必要な冷却空気の量が減少す
れば、スラストの供給又はフリー・タービンの駆動など
の他の目的のために得られる仕事を増大させ、エンジン
の総合効率を増大させることができる。
シールを冷却しない場合よりも外側エアシールの運用寿
命を伸ばすことができる。しかし、冷却空気を使用する
と、エンジンの有効仕事の一部が圧縮機内の冷却空気の
圧縮に使用されるためエンジンの作動効率が低下する。
そのため、外側エアシールのような構成要素の運用寿命
を満足なものにするために必要な冷却空気の量が減少す
れば、スラストの供給又はフリー・タービンの駆動など
の他の目的のために得られる仕事を増大させ、エンジン
の総合効率を増大させることができる。
【０００７】従って、冷却空気の必要量を最小にするこ
とができ、外側エアシールの有効寿命を伸ばすのに必要
な冷却を行うことができる外側エアシールを提供するこ
とが必要となる。
とができ、外側エアシールの有効寿命を伸ばすのに必要
な冷却を行うことができる外側エアシールを提供するこ
とが必要となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、冷却空気の
必要量を最小にできるとともに、外側エアシールの有効
寿命を伸ばすのに必要な冷却を行うことができる外側エ
アシールを提供することを目的とする。また、本発明
は、消費した冷却空気を使用してセグメント間の間隙の
パージを行い、それによって二次冷却空気の必要量を減
少させることを目的とする。さらに、本発明は、冷却空
気と作動流体との混合を最小にする軌道でガスタービン
・エンジンの作動流体にフィルム冷却空気を導入するこ
とを目的とする。
必要量を最小にできるとともに、外側エアシールの有効
寿命を伸ばすのに必要な冷却を行うことができる外側エ
アシールを提供することを目的とする。また、本発明
は、消費した冷却空気を使用してセグメント間の間隙の
パージを行い、それによって二次冷却空気の必要量を減
少させることを目的とする。さらに、本発明は、冷却空
気と作動流体との混合を最小にする軌道でガスタービン
・エンジンの作動流体にフィルム冷却空気を導入するこ
とを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガスタービン
・エンジンの外側エアシールの冷却能力を向上させるも
のである。外側エアシールは多数のアーチ形シール・セ
グメントからなり、各々が１以上の内部冷却流路を備え
ている。各々のシール・セグメントは、シール面に対向
し且つシール面から離間した供給面と、シール面から供
給面まで延びる第１および第２の端面を備えている。各
々の端面は、略平面の垂直面と、１００度乃至１４０度
の開先角度で交差する略平面の傾斜面とを備え、供給面
は第２の端面に隣接する多数の冷却オリフィスを備えて
いる。第１の端面から第２の端面に向かって少なくとも
一つの冷却流路が延びている。各々の冷却流路は、第１
の端面を横切って第２の端面の手前まで延びており、少
なくとも一つの冷却オリフィスを介して供給面に連通し
ている。少なくとも一つの略平面の傾斜面から、多数の
隔離台が突出し、これらの隔離台は略平面の傾斜面と一
体に形成されている。
・エンジンの外側エアシールの冷却能力を向上させるも
のである。外側エアシールは多数のアーチ形シール・セ
グメントからなり、各々が１以上の内部冷却流路を備え
ている。各々のシール・セグメントは、シール面に対向
し且つシール面から離間した供給面と、シール面から供
給面まで延びる第１および第２の端面を備えている。各
々の端面は、略平面の垂直面と、１００度乃至１４０度
の開先角度で交差する略平面の傾斜面とを備え、供給面
は第２の端面に隣接する多数の冷却オリフィスを備えて
いる。第１の端面から第２の端面に向かって少なくとも
一つの冷却流路が延びている。各々の冷却流路は、第１
の端面を横切って第２の端面の手前まで延びており、少
なくとも一つの冷却オリフィスを介して供給面に連通し
ている。少なくとも一つの略平面の傾斜面から、多数の
隔離台が突出し、これらの隔離台は略平面の傾斜面と一
体に形成されている。
【００１０】本発明の上記の特徴、他の特徴および利点
は、以下の実施例および添付図面により明らかになるで
あろう。
は、以下の実施例および添付図面により明らかになるで
あろう。
【００１１】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例を
説明する。
説明する。
【００１２】図１は、回転軸１４を有し、本発明のシー
ル構造１１を組み入れた軸流ガスタービン・エンジン１
０の一部を示している。また、図１はエンジン１０の一
段のタービン段１２の一部を示しており、回転軸１４の
回りには、エンジンの作動流体である圧縮ガス用の環状
の作動流体流路１３が配置している。タービン段１２
は、軸方向上流に１つのステータ・アセンブリ１５と、
軸方向下流に他のステータ・アセンブリ１６を有してい
る。ステータ・アセンブリ１５および１６はエンジン１
０の静的構造の一部であり、各々のステータ・アセンブ
リ１５、１６は外側ケース１７を有している。外側ケー
ス１７は、作動流体流路１３の回りに周方向に延びてい
る。
ル構造１１を組み入れた軸流ガスタービン・エンジン１
０の一部を示している。また、図１はエンジン１０の一
段のタービン段１２の一部を示しており、回転軸１４の
回りには、エンジンの作動流体である圧縮ガス用の環状
の作動流体流路１３が配置している。タービン段１２
は、軸方向上流に１つのステータ・アセンブリ１５と、
軸方向下流に他のステータ・アセンブリ１６を有してい
る。ステータ・アセンブリ１５および１６はエンジン１
０の静的構造の一部であり、各々のステータ・アセンブ
リ１５、１６は外側ケース１７を有している。外側ケー
ス１７は、作動流体流路１３の回りに周方向に延びてい
る。
【００１３】タービン段１２は、多数のロータ・ブレー
ド１８（図１では１つのロータ・ブレードのみを示して
いる）を備えている。ロータ・ブレード１８は、回転軸
１４に対して径方向外側に延びており、作動流体流路１
３を横切って外側ケース１７に極めて接近した位置まで
延びている。また、回転軸１４の回りには、多数のアー
チ形シール・セグメント１９（図１では１つのシール・
セグメントのみを示している）からなる外側エアシール
１１が延在して環状の作動流体流路１３の径方向の境界
を形成しており、この外側エアシール１１によってロー
タ・ブレード１８の先端部が囲まれている。外側エアシ
ール１１は、外側ケース１７から径方向内側に離間して
配置し、これらの間に周方向に延びるキャビティ２０を
形成している。キャビティ２０は図示しない冷却空気源
に連通し、後述するように外側エアシール１１のシール
・セグメント１９を冷却するように構成されている。各
々のアーチ形シール・セグメント１９は、上流側取付フ
ック２１および下流側取付フック２２を備え、それぞ
れ、外側ケース１７から径方向内側に延びる上流側支持
体２３および下流側支持体２４と係合している。上流側
支持体２３および下流側支持体２４は外側ケース１７に
取り付けられ、ロータ・ブレード１８の回りで外側エア
シール１１を支持および位置決めしている。上流側支持
体および下流側支持体２３、２４の各々は、これらのた
が強さ（hoop strength）を減少させるために分割して
もよい。
ド１８（図１では１つのロータ・ブレードのみを示して
いる）を備えている。ロータ・ブレード１８は、回転軸
１４に対して径方向外側に延びており、作動流体流路１
３を横切って外側ケース１７に極めて接近した位置まで
延びている。また、回転軸１４の回りには、多数のアー
チ形シール・セグメント１９（図１では１つのシール・
セグメントのみを示している）からなる外側エアシール
１１が延在して環状の作動流体流路１３の径方向の境界
を形成しており、この外側エアシール１１によってロー
タ・ブレード１８の先端部が囲まれている。外側エアシ
ール１１は、外側ケース１７から径方向内側に離間して
配置し、これらの間に周方向に延びるキャビティ２０を
形成している。キャビティ２０は図示しない冷却空気源
に連通し、後述するように外側エアシール１１のシール
・セグメント１９を冷却するように構成されている。各
々のアーチ形シール・セグメント１９は、上流側取付フ
ック２１および下流側取付フック２２を備え、それぞ
れ、外側ケース１７から径方向内側に延びる上流側支持
体２３および下流側支持体２４と係合している。上流側
支持体２３および下流側支持体２４は外側ケース１７に
取り付けられ、ロータ・ブレード１８の回りで外側エア
シール１１を支持および位置決めしている。上流側支持
体および下流側支持体２３、２４の各々は、これらのた
が強さ（hoop strength）を減少させるために分割して
もよい。
【００１４】外側ケース１７の内側には第１の冷却空気
流路２５が延びている。冷却空気流路２５は、外側ケー
ス１７によって境界が定められ、作動流体流路１３の外
側でエンジン内を通って外側エアシール１１と外側ケー
ス１７の間のキャビティ２０内まで延びている。
流路２５が延びている。冷却空気流路２５は、外側ケー
ス１７によって境界が定められ、作動流体流路１３の外
側でエンジン内を通って外側エアシール１１と外側ケー
ス１７の間のキャビティ２０内まで延びている。
【００１５】外側エアシール１１の各々のシール・セグ
メント１９は、リーディング・エッジ２６とトレーリン
グ・エッジ２７を有している。リーディング・エッジ２
６は、隣接するステータ・アセンブリ１５から離間して
配置し、これらの間に周方向に延びるキャビティ２８を
形成している。キャビティ２８は、リーディング・エッ
ジ領域の下方で軸方向および周方向に延びる第２の冷却
空気流路を形成している。また、トレーリング・エッジ
２７は、隣接するステータ・アセンブリ１６から離間し
て配置し、これらの間に環状キャビティ２９を形成して
いる。この環状キャビティ２９は第３の冷却空気流路を
形成している。
メント１９は、リーディング・エッジ２６とトレーリン
グ・エッジ２７を有している。リーディング・エッジ２
６は、隣接するステータ・アセンブリ１５から離間して
配置し、これらの間に周方向に延びるキャビティ２８を
形成している。キャビティ２８は、リーディング・エッ
ジ領域の下方で軸方向および周方向に延びる第２の冷却
空気流路を形成している。また、トレーリング・エッジ
２７は、隣接するステータ・アセンブリ１６から離間し
て配置し、これらの間に環状キャビティ２９を形成して
いる。この環状キャビティ２９は第３の冷却空気流路を
形成している。
【００１６】図２に示すように、各々のシール・セグメ
ント１９は、回転軸１４および作動流体流路１３の回り
で周方向に延びるアーチ形シール面３１を備えた金属ベ
ース部３０を有している。また、各々のシール・セグメ
ント１９は、ロータ・ブレード１８から径方向外側に離
間して配置しており、ロータ・ブレード１８は、シール
・セグメント１９を通り過ぎて第１の方向１００に回転
する。金属ベース部３０は取付フック２１、２２と一体
に形成されている。隣接するシール・セグメント１９
は、互いに周方向に離間してこれらの間にセグメント間
の間隙３２を形成し、シール・セグメント１９の熱膨張
を許容している。セグメント間の間隙３２の大きさは、
エンジン１０の動作条件に基づいて変動する。セグメン
ト間の間隙３２は、シール面３１のフィルムスロット３
３まで延びている。
ント１９は、回転軸１４および作動流体流路１３の回り
で周方向に延びるアーチ形シール面３１を備えた金属ベ
ース部３０を有している。また、各々のシール・セグメ
ント１９は、ロータ・ブレード１８から径方向外側に離
間して配置しており、ロータ・ブレード１８は、シール
・セグメント１９を通り過ぎて第１の方向１００に回転
する。金属ベース部３０は取付フック２１、２２と一体
に形成されている。隣接するシール・セグメント１９
は、互いに周方向に離間してこれらの間にセグメント間
の間隙３２を形成し、シール・セグメント１９の熱膨張
を許容している。セグメント間の間隙３２の大きさは、
エンジン１０の動作条件に基づいて変動する。セグメン
ト間の間隙３２は、シール面３１のフィルムスロット３
３まで延びている。
【００１７】周知のように、作動流体は極めて高温であ
るため、外側エアシール１１のシール・セグメント１９
は作動流体から熱を吸収する。金属ベース部３０は作動
流体の温度で比較的低いクリープ強度を有する材質で作
られているので、金属ベース部３０の温度を作動流体の
温度よりも十分に低い温度に維持するために、各々のシ
ール・セグメント１９を冷却する必要がある。
るため、外側エアシール１１のシール・セグメント１９
は作動流体から熱を吸収する。金属ベース部３０は作動
流体の温度で比較的低いクリープ強度を有する材質で作
られているので、金属ベース部３０の温度を作動流体の
温度よりも十分に低い温度に維持するために、各々のシ
ール・セグメント１９を冷却する必要がある。
【００１８】図１に示すように、各々のロータ・ブレー
ド１８は、回転軸１４に対して径方向外側にブレード先
端部４８まで延びている。各々のロータ・ブレード１８
のブレード先端部４８は、環状の外側エアシール１１か
ら離間して配置しており、各々のシール・セグメント１
９のシール面３１は、タービン・ブレード１８および作
動流体流路１３に対向している。各々のシール・セグメ
ント１９のシール面３１のブレード先端部４８の径方向
外側にある部分は、摩耗性物質により被覆し、シール面
３１の他の部分、即ちリーディング・エッジ２６および
トレーリング・エッジ２７の部分は、熱障壁材により被
覆するのが好ましい。このような摩耗性物質および熱障
壁材は周知の材質であり、その詳細な説明は省略する。
ド１８は、回転軸１４に対して径方向外側にブレード先
端部４８まで延びている。各々のロータ・ブレード１８
のブレード先端部４８は、環状の外側エアシール１１か
ら離間して配置しており、各々のシール・セグメント１
９のシール面３１は、タービン・ブレード１８および作
動流体流路１３に対向している。各々のシール・セグメ
ント１９のシール面３１のブレード先端部４８の径方向
外側にある部分は、摩耗性物質により被覆し、シール面
３１の他の部分、即ちリーディング・エッジ２６および
トレーリング・エッジ２７の部分は、熱障壁材により被
覆するのが好ましい。このような摩耗性物質および熱障
壁材は周知の材質であり、その詳細な説明は省略する。
【００１９】図２に示すように、シール面３１に対向し
且つシール面３１から径方向外側に、シール面３１と平
行にずれるように冷却液供給面４０が配置している。冷
却液供給面４０には、多数の冷却空気入口オリフィス４
１が形成されている。これらのオリフィス４１は、冷却
空気の供給圧力およびシール・セグメント１９からの所
望の熱伝達に基づいて、その中を通る冷却空気の流れを
規制する大きさである。
且つシール面３１から径方向外側に、シール面３１と平
行にずれるように冷却液供給面４０が配置している。冷
却液供給面４０には、多数の冷却空気入口オリフィス４
１が形成されている。これらのオリフィス４１は、冷却
空気の供給圧力およびシール・セグメント１９からの所
望の熱伝達に基づいて、その中を通る冷却空気の流れを
規制する大きさである。
【００２０】図３および図４に示すように、各々のシー
ル・セグメント１９のアーチ形シール面３１は、第１の
端部５０と、その反対側の第２の端部５２を有する。ア
ーチ形シール面３１は、図１に示すシール面３１と回転
軸１４との間の距離５４と等しい曲率半径を有してい
る。各々のシール・セグメント１９は、シール面３１の
第１の端部５０に沿って延びる第１の端面５６と、第２
の端部５２に沿って延びる第２の端面５８を有する。図
５に示すように、第１および第２の端面５６、５８は、
シール面３１から冷却液供給面４０まで延び、各々の端
面５６、５８は、略平面の垂直面６０、６２と、略平面
の傾斜面６４、６６とを有する。各々の端面５６、５８
の垂直面６０、６２および傾斜面６４、６６は、１００
度乃至１４０度の開先角度βで交差しており、各々の傾
斜面６４、６６は、第１の方向１００に傾斜している。
ここで、「第１の方向に傾斜し」の語は、傾斜面６４、
６６の一方の上の所定の基準点６８について、その基準
点６８から第１の方向（即ち、図５において左側）にあ
る傾斜面６４、６６上の他の基準点７０が、シール面３
１から基準点６８までの距離よりも短い距離だけシール
面３１から離れていることを意味する。
ル・セグメント１９のアーチ形シール面３１は、第１の
端部５０と、その反対側の第２の端部５２を有する。ア
ーチ形シール面３１は、図１に示すシール面３１と回転
軸１４との間の距離５４と等しい曲率半径を有してい
る。各々のシール・セグメント１９は、シール面３１の
第１の端部５０に沿って延びる第１の端面５６と、第２
の端部５２に沿って延びる第２の端面５８を有する。図
５に示すように、第１および第２の端面５６、５８は、
シール面３１から冷却液供給面４０まで延び、各々の端
面５６、５８は、略平面の垂直面６０、６２と、略平面
の傾斜面６４、６６とを有する。各々の端面５６、５８
の垂直面６０、６２および傾斜面６４、６６は、１００
度乃至１４０度の開先角度βで交差しており、各々の傾
斜面６４、６６は、第１の方向１００に傾斜している。
ここで、「第１の方向に傾斜し」の語は、傾斜面６４、
６６の一方の上の所定の基準点６８について、その基準
点６８から第１の方向（即ち、図５において左側）にあ
る傾斜面６４、６６上の他の基準点７０が、シール面３
１から基準点６８までの距離よりも短い距離だけシール
面３１から離れていることを意味する。
【００２１】図１を再び参照すると、各々のシール・セ
グメント１９は、第１の側面７２と第２の側面７４を有
している。第１および第２の側面７２、７４は、それぞ
れシール面３１から冷却液供給面４０まで延び、図３に
示すように第１の端面５６から第２の端面５８まで延び
ている。冷却液供給面４０とシール面３１との間には、
第１の端面５６から第２の端面５８に向かってシール・
セグメント１９の長手方向に多数の冷却流路４３が延び
ている。冷却流路４３は、シール面３１と、冷却液供給
面４０と、側面７２、７４との間に配置されている。各
々の冷却流路４３は、隣接する冷却流路４３から壁７６
の分だけ離間して配置している。各々の冷却流路４３は
第１の端面５６で交差し、第２の端面５８の手前まで延
びている。各々の冷却流路４３は、少なくとも一つの冷
却オリフィス４１を介して冷却液供給面４０に連通して
いる。実施例では、多数の冷却流路を有するセグメント
を示しているが、支柱の量および配置がシール面から冷
却流路内の冷却空気への熱伝達を行うのに十分であり、
ロータ・ブレード１８によってシール面３１が擦られて
も冷却流路がつぶれないようにシール面を支持するのに
十分である限り、多数の支柱又は台を有する単一の広い
流路でもよい。
グメント１９は、第１の側面７２と第２の側面７４を有
している。第１および第２の側面７２、７４は、それぞ
れシール面３１から冷却液供給面４０まで延び、図３に
示すように第１の端面５６から第２の端面５８まで延び
ている。冷却液供給面４０とシール面３１との間には、
第１の端面５６から第２の端面５８に向かってシール・
セグメント１９の長手方向に多数の冷却流路４３が延び
ている。冷却流路４３は、シール面３１と、冷却液供給
面４０と、側面７２、７４との間に配置されている。各
々の冷却流路４３は、隣接する冷却流路４３から壁７６
の分だけ離間して配置している。各々の冷却流路４３は
第１の端面５６で交差し、第２の端面５８の手前まで延
びている。各々の冷却流路４３は、少なくとも一つの冷
却オリフィス４１を介して冷却液供給面４０に連通して
いる。実施例では、多数の冷却流路を有するセグメント
を示しているが、支柱の量および配置がシール面から冷
却流路内の冷却空気への熱伝達を行うのに十分であり、
ロータ・ブレード１８によってシール面３１が擦られて
も冷却流路がつぶれないようにシール面を支持するのに
十分である限り、多数の支柱又は台を有する単一の広い
流路でもよい。
【００２２】図２乃至図４に示すように、各々の冷却オ
リフィス４１は第２の端面５８に隣接し、各々の冷却流
路４３は少なくとも一つの流路出口７８を介して同一の
シール・セグメント１９の第１の端面５６に連通してい
る。従って、冷却オリフィス４１に入る冷却空気は、冷
却流路４３内においてロータ・ブレード１８の回転方向
１００（第１の方向１００）と反対の第２の方向１０２
に流れなければならない。
リフィス４１は第２の端面５８に隣接し、各々の冷却流
路４３は少なくとも一つの流路出口７８を介して同一の
シール・セグメント１９の第１の端面５６に連通してい
る。従って、冷却オリフィス４１に入る冷却空気は、冷
却流路４３内においてロータ・ブレード１８の回転方向
１００（第１の方向１００）と反対の第２の方向１０２
に流れなければならない。
【００２３】各々のシール・セグメント１９の第２の端
面５８は、同一のシール・セグメント１９の第１の端面
５６内の流路出口７８の量と等しい冷却空気供給ポケッ
ト８０を有する。冷却空気供給ポケット８０は、冷却流
路４３から流れる冷却空気を受け取って方向を変え、図
５に示すように隣接するセグメント間の間隙３２に冷却
空気が流れるように流路出口７８から流れる冷却空気を
供給するために設けられている。従って、各々の冷却空
気供給ポケット８０は、隣接するシール・セグメント１
９の一つの冷却流路出口７８の一つに対して一直線に配
置している。
面５８は、同一のシール・セグメント１９の第１の端面
５６内の流路出口７８の量と等しい冷却空気供給ポケッ
ト８０を有する。冷却空気供給ポケット８０は、冷却流
路４３から流れる冷却空気を受け取って方向を変え、図
５に示すように隣接するセグメント間の間隙３２に冷却
空気が流れるように流路出口７８から流れる冷却空気を
供給するために設けられている。従って、各々の冷却空
気供給ポケット８０は、隣接するシール・セグメント１
９の一つの冷却流路出口７８の一つに対して一直線に配
置している。
【００２４】各々のシール・セグメント１９の略平面傾
斜面６６の少なくとも一つから、多数の隔離台８２が突
出している。隔離台８２は、最小の流路面積が全てのエ
ンジン動作条件中のセグメント間の間隙３２内に維持さ
れることを保証するものである。隔離台８２は、略平面
の傾斜面６６の一つと一体に形成され、隣接するシール
・セグメント１９の一つの略平面の傾斜面６４の一つの
方に延びている。本発明の隔離台８２は、第１の端面５
８の傾斜面６４と一体に形成されるように示されている
が、第１の端面５６の傾斜面６４と一体に形成してもよ
く、あるいは、隔離台８２の幾つかを第１の端面５６の
傾斜面６４と一体に形成するとともに他の隔離台８２を
第２の端面５８の傾斜面６６と一体に形成し、後者の隔
離台８２を第１の端面５６の傾斜面６４の隔離台８２か
らずらすようにしてもよい。図４に示すように、各々の
シール・セグメント１９の隔離台８２は、各々のシール
・セグメント１９の第１の側面７２と第２の側面７４と
の間に一列に延びるように配置するのが好ましい。
斜面６６の少なくとも一つから、多数の隔離台８２が突
出している。隔離台８２は、最小の流路面積が全てのエ
ンジン動作条件中のセグメント間の間隙３２内に維持さ
れることを保証するものである。隔離台８２は、略平面
の傾斜面６６の一つと一体に形成され、隣接するシール
・セグメント１９の一つの略平面の傾斜面６４の一つの
方に延びている。本発明の隔離台８２は、第１の端面５
８の傾斜面６４と一体に形成されるように示されている
が、第１の端面５６の傾斜面６４と一体に形成してもよ
く、あるいは、隔離台８２の幾つかを第１の端面５６の
傾斜面６４と一体に形成するとともに他の隔離台８２を
第２の端面５８の傾斜面６６と一体に形成し、後者の隔
離台８２を第１の端面５６の傾斜面６４の隔離台８２か
らずらすようにしてもよい。図４に示すように、各々の
シール・セグメント１９の隔離台８２は、各々のシール
・セグメント１９の第１の側面７２と第２の側面７４と
の間に一列に延びるように配置するのが好ましい。
【００２５】図５に示すように、各々のシール・セグメ
ント１９のシール面３１は、第１の端面５８の略平面傾
斜面６６と連結する所で湾曲している。この湾曲部８４
により、第２の端面５８の略平面傾斜面６６と、同一の
シール・セグメント１９のシール面３１との間の変化が
円滑になる。この湾曲部８４の半径は重要ではないが、
あるエンジン動作条件中にブレード１８が各々のシール
・セグメント１９のシール面３１を適当に擦り込むよう
になっている。シール面３１の第２の端部５２が湾曲し
ていないとすれば、シール・セグメント１９の先端部８
６（ここでシール面３１の第２の端部５２が第２の端面
５８と出会う）が、シール面３１の第２の端部５２にお
けるシール・セグメント１９の小さい断面積のために折
れる可能性がある。
ント１９のシール面３１は、第１の端面５８の略平面傾
斜面６６と連結する所で湾曲している。この湾曲部８４
により、第２の端面５８の略平面傾斜面６６と、同一の
シール・セグメント１９のシール面３１との間の変化が
円滑になる。この湾曲部８４の半径は重要ではないが、
あるエンジン動作条件中にブレード１８が各々のシール
・セグメント１９のシール面３１を適当に擦り込むよう
になっている。シール面３１の第２の端部５２が湾曲し
ていないとすれば、シール・セグメント１９の先端部８
６（ここでシール面３１の第２の端部５２が第２の端面
５８と出会う）が、シール面３１の第２の端部５２にお
けるシール・セグメント１９の小さい断面積のために折
れる可能性がある。
【００２６】各々のシール・セグメント１９の略平面垂
直面６０、６２の各々は、第１の側面７２と第２の側面
７４との間にチャネル８８、９０を有する。図５に示す
ように、各々のシール・セグメント１９のチャネル８
８、９０は、その冷却液供給面４０と略平行である。
（図３および図４はシール・セグメント１９の他の特徴
を説明するためのものであるので、説明を簡単にするた
めにこれらの図からチャネルを省略している。）各々の
チャネル８８、９０は、隣接するシール・セグメント１
９の一つのシール・セグメントのチャネル８８、９０の
一つに対向し且つそれから離間して配置している。対向
するチャネル８８、９０の各々の間にはセグメント間の
フェザーシール９２が延びて、冷却液供給面４０とセグ
メント間の間隙３２との間で冷却空気が直接流れるのを
防止している。
直面６０、６２の各々は、第１の側面７２と第２の側面
７４との間にチャネル８８、９０を有する。図５に示す
ように、各々のシール・セグメント１９のチャネル８
８、９０は、その冷却液供給面４０と略平行である。
（図３および図４はシール・セグメント１９の他の特徴
を説明するためのものであるので、説明を簡単にするた
めにこれらの図からチャネルを省略している。）各々の
チャネル８８、９０は、隣接するシール・セグメント１
９の一つのシール・セグメントのチャネル８８、９０の
一つに対向し且つそれから離間して配置している。対向
するチャネル８８、９０の各々の間にはセグメント間の
フェザーシール９２が延びて、冷却液供給面４０とセグ
メント間の間隙３２との間で冷却空気が直接流れるのを
防止している。
【００２７】動作中において、キャビティ２０からの冷
却空気は、シール・セグメント１９の供給面に配置され
た流量調整オリフィス（ジェット）４１を介して、本発
明の冷却空気流路４３に流れ込む。次に、冷却空気は、
冷却空気流路４３内をロータ・ブレード１８の回転方向
１００と反対の方向１０２に流れて壁７６を冷却し、シ
ール・セグメント１９のシール面３１からの熱を吸収す
る。次に、消費された冷却空気は、流路出口７８の一つ
を介して冷却空気流路４３から出て、一列に並んだ冷却
空気供給ポケット８０内に集まる。
却空気は、シール・セグメント１９の供給面に配置され
た流量調整オリフィス（ジェット）４１を介して、本発
明の冷却空気流路４３に流れ込む。次に、冷却空気は、
冷却空気流路４３内をロータ・ブレード１８の回転方向
１００と反対の方向１０２に流れて壁７６を冷却し、シ
ール・セグメント１９のシール面３１からの熱を吸収す
る。次に、消費された冷却空気は、流路出口７８の一つ
を介して冷却空気流路４３から出て、一列に並んだ冷却
空気供給ポケット８０内に集まる。
【００２８】次に、冷却空気は、セグメント間の間隙３
２内に流れ込み、隔離台８２を通り過ぎて、シール面３
１のフィルム冷却を行う。フィルムはロータ・ブレード
１８の回転方向１００に移動して、第１の端面５６に隣
接するシール面３１を冷却する。シール・セグメント１
９の第２の端面５８に隣接する冷却空気流路４３に冷却
空気を導入し、ロータ・ブレード１８の回転方向と反対
の方向１０２に冷却空気を流すことにより、シール面３
１の第１の端面５６から離れた部分（即ち、シール面３
１のフィルム冷却によって冷却および保護される部分）
を冷却するために冷却空気が使用される。このようにし
て、第１の端面５６から離れたシール面３１は、冷却空
気への熱伝導により、最も低い温度に冷却され、冷却空
気と第１の端面５６に隣接するシール面３１との間に起
こる場合よりも、より高い熱伝達率を生ずる。シール・
セグメント１９の第１の端面５６に隣接する消費された
冷却空気のフィルムによってシール面が冷却および保護
されるので、第１の端面５６に隣接する低い熱伝達率も
許容できる。
２内に流れ込み、隔離台８２を通り過ぎて、シール面３
１のフィルム冷却を行う。フィルムはロータ・ブレード
１８の回転方向１００に移動して、第１の端面５６に隣
接するシール面３１を冷却する。シール・セグメント１
９の第２の端面５８に隣接する冷却空気流路４３に冷却
空気を導入し、ロータ・ブレード１８の回転方向と反対
の方向１０２に冷却空気を流すことにより、シール面３
１の第１の端面５６から離れた部分（即ち、シール面３
１のフィルム冷却によって冷却および保護される部分）
を冷却するために冷却空気が使用される。このようにし
て、第１の端面５６から離れたシール面３１は、冷却空
気への熱伝導により、最も低い温度に冷却され、冷却空
気と第１の端面５６に隣接するシール面３１との間に起
こる場合よりも、より高い熱伝達率を生ずる。シール・
セグメント１９の第１の端面５６に隣接する消費された
冷却空気のフィルムによってシール面が冷却および保護
されるので、第１の端面５６に隣接する低い熱伝達率も
許容できる。
【００２９】本発明のブレードの外側エアシール１１
は、セグメント間の間隙３２を使用してフィルムスロッ
ト３３を作り、このフィルムスロット３３によりセグメ
ント間の間隙３２内への作動流体の侵入を防ぎ、追加の
パージエアの必要性を除去することができる。本発明で
は、セグメント間の間隙３２をパージするために消費し
た対流冷却空気を使用し、ブレードの外側エアシール１
１の追加のフィルム冷却を提供するために冷却空気フィ
ルムとしてフィルムスロット３３を介して接線方向に冷
却空気を放出する。セグメント間の間隙３２をブレード
の回転方向１００に傾斜させることにより、ブレード先
端部４８の吸入側からの「弾頭波」が、シール・セグメ
ント１９のシール面３１を横切ってフィルムを広げるの
を助ける。遠心グラスホフ効果（centrifugal Grashof
effect）によって、より高密度の冷却フィルムの境界層
の取付が向上し、冷却空気フィルムの注入方向とブレー
ド・ワイピングを組み合わせた効果から、速い接線速度
が生ずる。その結果、シール面３１はより冷たい境界層
に従い、この浮力効果によって作動流体流路との混合が
弱められる。図２に示すように、各々のシール・セグメ
ント１９のシール面３１の周囲の長さ１０４は、エンジ
ン１０の作動流体によってブレードの外側エアシール１
１の下流に押しやられる前にセグメント間の間隙３２か
ら放出された冷却空気フィルムおよびフィルムスロット
３３がシール・セグメント１９の第１の端面５６からそ
のシール・セグメント１９のシール面３１の第２の端面
５８まで移動するように、選択されるのが好ましい。フ
ィルムスロット３３の形状は、エンジン１０の作動流体
によって侵入しないようにセグメント間のフェザーシー
ル９２を保護している。熱膨張又はブレードの摩耗によ
りセグメント間の間隙３２が閉じられた場合でも冷却空
気供給ポケット８０によって対流空気供給の封鎖が防止
されるので、本発明のシール・セグメント１９の周囲の
許容誤差は従来のものよりも重要ではなくなる。
は、セグメント間の間隙３２を使用してフィルムスロッ
ト３３を作り、このフィルムスロット３３によりセグメ
ント間の間隙３２内への作動流体の侵入を防ぎ、追加の
パージエアの必要性を除去することができる。本発明で
は、セグメント間の間隙３２をパージするために消費し
た対流冷却空気を使用し、ブレードの外側エアシール１
１の追加のフィルム冷却を提供するために冷却空気フィ
ルムとしてフィルムスロット３３を介して接線方向に冷
却空気を放出する。セグメント間の間隙３２をブレード
の回転方向１００に傾斜させることにより、ブレード先
端部４８の吸入側からの「弾頭波」が、シール・セグメ
ント１９のシール面３１を横切ってフィルムを広げるの
を助ける。遠心グラスホフ効果（centrifugal Grashof
effect）によって、より高密度の冷却フィルムの境界層
の取付が向上し、冷却空気フィルムの注入方向とブレー
ド・ワイピングを組み合わせた効果から、速い接線速度
が生ずる。その結果、シール面３１はより冷たい境界層
に従い、この浮力効果によって作動流体流路との混合が
弱められる。図２に示すように、各々のシール・セグメ
ント１９のシール面３１の周囲の長さ１０４は、エンジ
ン１０の作動流体によってブレードの外側エアシール１
１の下流に押しやられる前にセグメント間の間隙３２か
ら放出された冷却空気フィルムおよびフィルムスロット
３３がシール・セグメント１９の第１の端面５６からそ
のシール・セグメント１９のシール面３１の第２の端面
５８まで移動するように、選択されるのが好ましい。フ
ィルムスロット３３の形状は、エンジン１０の作動流体
によって侵入しないようにセグメント間のフェザーシー
ル９２を保護している。熱膨張又はブレードの摩耗によ
りセグメント間の間隙３２が閉じられた場合でも冷却空
気供給ポケット８０によって対流空気供給の封鎖が防止
されるので、本発明のシール・セグメント１９の周囲の
許容誤差は従来のものよりも重要ではなくなる。
【００３０】
【発明の効果】上述したような本発明の軸流ガスタービ
ン・エンジンのシール構造によれば、冷却空気の必要量
を最小にできるとともに、外側エアシールの有効寿命を
伸ばすのに必要な冷却を行うことができる。また、消費
した冷却空気を使用してセグメント間の間隙のパージを
行い、それによって二次冷却空気の必要量を減少させる
ことができる。さらに、冷却空気と作動流体との混合を
最小にする軌道でガスタービン・エンジンの作動流体に
フィルム冷却空気を導入することができる。
ン・エンジンのシール構造によれば、冷却空気の必要量
を最小にできるとともに、外側エアシールの有効寿命を
伸ばすのに必要な冷却を行うことができる。また、消費
した冷却空気を使用してセグメント間の間隙のパージを
行い、それによって二次冷却空気の必要量を減少させる
ことができる。さらに、冷却空気と作動流体との混合を
最小にする軌道でガスタービン・エンジンの作動流体に
フィルム冷却空気を導入することができる。
【図１】本発明のシール構造を組み入れたガスタービン
・エンジンの一部の断面図。
・エンジンの一部の断面図。
【図２】図１の本発明のシール構造のアーチ形セグメン
トの２−２線断面図。
トの２−２線断面図。
【図３】冷却流路および隔離台を仮想線で示した本発明
のセグメントの一つのシール面の平面図。
のセグメントの一つのシール面の平面図。
【図４】取付フックおよびフェザーシール・チャネルを
除去した本発明のセグメントの一つの供給面の平面図。
除去した本発明のセグメントの一つの供給面の平面図。
【図５】図２の５−５線拡大断面図。
１０…軸流ガスタービン・エンジン １１…外側エアシール １２…タービン段 １３…作動流体流路 １４…回転軸 １５、１６…ステータ・アセンブリ １７…外側ケース １８…ロータ・ブレード １９…シール・セグメント ２０…キャビティ ２１…上流側取付フック ２２…下流側取付フック ２３…上流側支持体 ２４…下流側支持体 ２５…第１の冷却空気流路 ２６…リーディング・エッジ ２７…トレーリング・エッジ ２８…キャビティ（第２の冷却空気流路） ２９…環状キャビティ（第３の冷却空気流路） ３０…金属ベース部 ３１…シール面 ３２…セグメント間の間隙 ３３…フィルムスロット ４０…冷却液供給面 ４１…流量調整オリフィス（ジェット） ４３…冷却流路 ４８…ブレード先端部 ５０…第１の端部 ５２…第２の端部 ５６…第１の端面 ５８…第２の端面 ６０、６２…略平面の垂直面 ６４、６６…略平面の傾斜面 ６８、７０…基準点 ７２…第１の側面 ７４…第２の側面 ７６…壁 ７８…流路出口 ８０…冷却空気供給ポケット ８２…隔離台 ８４…湾曲部 ８６…先端部 ８８、９０…チャネル ９２…フェザーシール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス エイ．オーキシャー アメリカ合衆国，フロリダ，パーム ビー チ ガーデンス，ケルソウ ドライブ 8286
Claims (21)
- 【請求項１】 回転軸と、該回転軸から外側に延びる多
数のタービン・ブレードを有するタービン段の少なくと
も１段を作動流体が流れるために前記回転軸と同中心に
配置され且つ静的構造に囲まれた環状流路と、前記１段
のタービン段の径方向外側の前記静的構造に固定され且
つ前記作動流体から熱を吸収する環状シールを有し、前
記タービン・ブレードが前記環状シールに対して第１の
方向に回転する軸流ガスタービン・エンジンのシール構
造において、 前記環状流路の回りで周方向に延びる多数のアーチ形シ
ール・セグメントからなり、各々のシール・セグメント
が前記タービン・ブレードから径方向外側に離間して配
置され、各々のシール・セグメントが、 第１の端部と該第１の端部の反対側の第２の端部とを有
し、前記回転軸との間の距離と等しい曲率半径を有する
アーチ形シール面と、 前記シール面に対向し且つ前記シール面から離間して配
置するとともに、内部を貫通して延びる多数の冷却オリ
フィスを有する供給面と、 前記第１の端部の全体に渡って延び且つ前記シール面か
ら前記供給面まで延びる第１の端面であって、略平面の
垂直面と、１００度乃至１４０度の開先角度で交差し且
つ前記第１の方向に傾斜した略平面の傾斜面とを有する
第１の端面と、 前記第２の端部の全体に渡って延び且つ前記シール面か
ら前記供給面まで延びる第２の端面であって、略平面の
垂直面と、１００度乃至１４０度の開先角度で交差し且
つ前記第１の方向に傾斜した略平面の傾斜面とを有する
第２の端面と、 前記シール面から前記供給面まで延び且つ前記第１の端
面から前記第２の端面まで延びる第１の側面および第２
の側面と、 前記第１の端面から前記第２の端面の方に延び、前記シ
ール面と前記供給面と前記側面との間に配置され、前記
第１の端面と交差し且つ前記第２の端面の手前まで延
び、前記冷却オリフィスの少なくとも一つを介して前記
供給面に連通する少なくとも一つの冷却流路とを有し、 各々のシール・セグメントが、隣接するシール・セグメ
ントから周方向に離間してセグメント間の間隙を形成
し、前記供給面からの冷却空気が前記冷却オリフィスの
一つを介して前記冷却流路に入り、前記冷却流路内を第
２の方向に流れ、前記冷却流路を出て、前記第１の端面
において前記セグメント間の間隙の一つに入り、前記セ
グメント間の間隙から前記エンジンの作動流体内に放出
されることを特徴とする、軸流ガスタービン・エンジン
のシール構造。 - 【請求項２】 各々のシール・セグメントが前記冷却オ
リフィスに連通する多数の前記冷却流路を有し、前記冷
却オリフィスの各々が前記第２の端面に隣接し、各々の
冷却流路が少なくとも一つの流路出口を介して前記シー
ル・セグメントの前記第１の端面に連通し、前記冷却流
路の各々が壁を隔てて隣接する冷却流路から離間して配
置し、冷却空気が各々の冷却流路内を前記第２の方向に
流れ、前記第２の方向が前記第１の方向と反対であるこ
とを特徴とする、請求項１に記載のシール構造。 - 【請求項３】 各々のシール・セグメントの第２の端面
が、同一のシール・セグメントの第１の端面内の流路出
口と同数の冷却空気供給ポケットを含み、各々の冷却空
気供給ポケットが隣接するシール・セグメントの一方の
シール・セグメントの流路出口の一つと一列に配置し、
前記セグメント間の間隙内に流れ込む空気を受け取って
向きを変えることを特徴とする、請求項２に記載のシー
ル構造。 - 【請求項４】 各々のシール・セグメントが、前記傾斜
面の一つと一体に形成され且つその傾斜面から隣接する
シール・セグメントのうちの一方のシール・セグメント
の傾斜面の一つの方へ突出する多数の隔離台を含むこと
を特徴とする、請求項３に記載のシール構造。 - 【請求項５】 前記各々のシール・セグメントの隔離台
が、前記第１の側面と前記第２の側面との間に一列に配
置していることを特徴とする、請求項４に記載のシール
構造。 - 【請求項６】 前記各々のシール・セグメントのシール
面が、前記第２の傾斜面と連結する所で湾曲し、前記第
２の傾斜面と前記シール面との間の変化を円滑にするこ
とを特徴とする、請求項５に記載のシール構造。 - 【請求項７】 前記各々のシール・セグメントの垂直面
の各々がチャネルを有し、各々のシール・セグメントの
チャネルが前記供給面と略平行であり、各々のチャネル
が、隣接するシール・セグメントのうちの一方のシール
・セグメントのチャネルの一つから離間且つ対向して配
置することを特徴とする、請求項６に記載のシール構
造。 - 【請求項８】 多数のアーチ形シール・セグメントから
なるシール構造において、各々のシール・セグメント
が、 第１の端部と該第１の端部の反対側の第２の端部とを有
するアーチ形シール面と、 前記シール面に対向し且つ前記シール面から離間して配
置するとともに、内部を貫通して延びる多数の冷却オリ
フィスを有する供給面と、 前記第１の端部の全体に渡って延び且つ前記シール面か
ら前記供給面まで延びる第１の端面であって、略平面の
垂直面と、１００度乃至１４０度の開先角度で交差する
略平面の傾斜面とを有する第１の端面と、 前記第２の端部の全体に渡って延び且つ前記シール面か
ら前記供給面まで延びる第２の端面であって、略平面の
垂直面と、１００度乃至１４０度の開先角度で交差する
略平面の傾斜面とを有し、前記冷却オリフィスが隣接す
る第２の端面と、 前記シール面から前記供給面まで延び且つ前記第１の端
面から前記第２の端面まで延びる第１の側面および第２
の側面と、 前記第１の端面から前記第２の端面の方に延び、前記シ
ール面と前記供給面との間に配置され、前記第１の端面
と交差し且つ前記第２の端面の手前まで延び、前記冷却
オリフィスの少なくとも一つを介して前記供給面に連通
する少なくとも一つの冷却流路とを有し、 各々のシール・セグメントが他の２つの前記シール・セ
グメントと隣接して配置し、各々のシール・セグメント
の第１の端面が、隣接する２つのシール・セグメントの
うちの一方のシール・セグメントの第２の端面から離間
して配置して、それらの間にセグメント間の間隙を形成
し、各々のシール・セグメントの第２の端面が、隣接す
る２つのシール・セグメントのうちの他方のシール・セ
グメントの第１の端面から離間して配置して、それらの
間の他のセグメント間の間隙を形成することを特徴とす
るシール構造。 - 【請求項９】 各々のシール・セグメントが多数の前記
冷却流路を含み、各々の冷却流路が少なくとも一つの流
路出口を介して前記シール・セグメントの前記第１の端
面に連通し、前記冷却流路の各々が壁を隔てて隣接する
冷却流路から離間して配置することを特徴とする、請求
項８に記載の周囲シール構造。 - 【請求項１０】 各々のシール・セグメントの第２の端
面が、同一のシール・セグメントの第１の端面内の流路
出口と同数の冷却空気供給ポケットを含み、各々の冷却
空気供給ポケットが隣接するシール・セグメントの一方
のシール・セグメントの流路出口の一つと一列に配置し
ていることを特徴とする、請求項９に記載のシール構
造。 - 【請求項１１】 各々のシール・セグメントが、前記傾
斜面の一つと一体に形成され且つその傾斜面から隣接す
るシール・セグメントのうちの一方のシール・セグメン
トの傾斜面の一つの方へ突出する多数の隔離台を含むこ
とを特徴とする、請求項１０に記載のシール構造。 - 【請求項１２】 前記各々のシール・セグメントの隔離
台が、前記第１の側面と前記第２の側面との間に一列に
配置していることを特徴とする、請求項１１に記載のシ
ール構造。 - 【請求項１３】 前記各々のシール・セグメントのシー
ル面が、前記第２の傾斜面と連結する所で湾曲し、前記
第２の傾斜面と前記シール面との間の変化を円滑にする
ことを特徴とする、請求項１２に記載のシール構造。 - 【請求項１４】 前記各々のシール・セグメントの垂直
面の各々がチャネルを有し、各々のシール・セグメント
のチャネルが前記供給面と略平行であり、各々のチャネ
ルが、隣接するシール・セグメントの一方のシール・セ
グメントのチャネルの一つから離間且つ対向して配置す
ることを特徴とする、請求項１３に記載のシール構造。 - 【請求項１５】 所定の幅および長さを有し、第１の端
部と該第１の端部の反対側の第２の端部との間に延びる
アーチ形シール面と、 前記シール面に対向し且つ前記シール面から離間して配
置するとともに、内部を貫通して延びる多数の冷却オリ
フィスを有する供給面と、 前記第１の端部の全体に渡って延び且つ前記シール面か
ら前記供給面まで延びる第１の端面であって、略平面の
垂直面と、１００度乃至１４０度の開先角度で交差する
略平面の傾斜面とを有する第１の端面と、 前記第２の端部の全体に渡って延び且つ前記シール面か
ら前記供給面まで延びる第２の端面であって、略平面の
垂直面と、１００度乃至１４０度の開先角度で交差する
略平面の傾斜面とを有し、前記冷却オリフィスが隣接す
る第２の端面と、 前記シール面から前記供給面まで延び且つ前記第１の端
面から前記第２の端面まで延びる第１の側面および第２
の側面と、 前記第１の端面から前記第２の端面の方に延び、前記シ
ール面と前記供給面と前記第１および第２の側面との間
に配置され、前記第１の端面と交差し且つ前記第２の端
面の手前まで延び、前記冷却オリフィスの少なくとも一
つを介して前記供給面に連通する少なくとも一つの冷却
流路とを有することを特徴とする、シール・セグメン
ト。 - 【請求項１６】 多数の前記冷却流路を含み、各々の冷
却流路が、少なくとも一つの流路出口を介して前記第１
の端面に連通し、前記冷却流路の各々が、壁を隔てて隣
接する冷却流路から離間して配置していることを特徴と
する、請求項１５に記載のシール・セグメント。 - 【請求項１７】 前記第２の端面が、第１の端面内の流
路出口と同数の冷却空気供給ポケットを含み、各々の冷
却空気供給ポケットが前記流路出口の一つと一列に配置
することを特徴とする、請求項１６に記載のシール・セ
グメント。 - 【請求項１８】 前記傾斜面の一つから突出し且つ前記
傾斜面の一つと一体に形成された多数の隔離台を含むこ
とを特徴とする、請求項１７に記載のシール・セグメン
ト。 - 【請求項１９】 前記隔離台が前記第１の側面と前記第
２の側面との間に一列に配置することを特徴とする、請
求項１８に記載のシール・セグメント。 - 【請求項２０】 前記シール面が前記第２の傾斜面と連
結する所で湾曲し、前記第２の傾斜面と前記シール面と
の間の変化を円滑にすることを特徴とする、請求項１９
に記載のシール・セグメント。 - 【請求項２１】 前記垂直面の各々がチャネルを有し、
各々のチャネルが前記供給面と略平行であり、各々のチ
ャネルが前記第１の側面と第２の側面との間に配置する
ことを特徴とする、請求項２０に記載のシール・セグメ
ント。
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