JPH0749832B2 - Turbo engine - Google Patents
Turbo engineInfo
- Publication number
- JPH0749832B2 JPH0749832B2 JP2046038A JP4603890A JPH0749832B2 JP H0749832 B2 JPH0749832 B2 JP H0749832B2 JP 2046038 A JP2046038 A JP 2046038A JP 4603890 A JP4603890 A JP 4603890A JP H0749832 B2 JPH0749832 B2 JP H0749832B2
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- JP
- Japan
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- leaf seal
- turbo engine
- leaf
- spring
- seal
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Classifications
-
- 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
- F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
- F16J15/021—Sealings between relatively-stationary surfaces with elastic packing
-
- 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
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ターボ機関の２つの部材の間の空間をシール
するリーフシールに関し、更に詳しくは、リーフシール
の両側の圧力差に関わりなく、リーフシールを２つの部
材に対して閉止位置又は密封位置に常時バイアスするば
ねを含んでいるリーフシールに関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a leaf seal for sealing a space between two members of a turbo engine, and more specifically, regardless of a pressure difference between both sides of the leaf seal. A leaf seal that includes a spring that constantly biases the leaf seal relative to the two members in a closed or sealed position.
［従来の技術］ ターボ機関又はその他の装置では、隣接している構造要
素の間に実質的に流体密なシールを形成するために、リ
ーフシール（板封止）が通常用いられている。このよう
なターボ機関又はその他の装置には、これらの構造要素
の一方の側に高圧区域が存在しており、その反対側に低
圧区域が存在している。リーフシールは代表的には、比
較的薄い従順な部材である。これらの部材には、穴が形
成されており、これらの部材は、隣接している構造要素
の一方に固定されたピンに沿って摺動するように構成さ
れている。シールすべき構造要素の形状が、ターボ機関
の多くの構成要素がそうであるように、環状である場合
には、セグメント化されたリーフシールが用いられてい
る。即ち、複数の比較的短い円弧状リーフシールを互い
に当接させて、構造要素の間に本質的に連続な環状シー
ルを形成している。BACKGROUND OF THE INVENTION In turbo engines or other devices, leaf seals are commonly used to form a substantially fluid-tight seal between adjacent structural elements. Such turbo engines or other devices have a high pressure zone on one side of these structural elements and a low pressure zone on the opposite side. Leaf seals are typically relatively thin, compliant members. Holes are formed in the members and the members are configured to slide along pins secured to one of the adjacent structural elements. A segmented leaf seal is used when the shape of the structural element to be sealed is annular, as is the case for many components of turbo engines. That is, a plurality of relatively short arcuate leaf seals abut each other to form an essentially continuous annular seal between the structural elements.
シールすべき構造要素の特定形状に関わりなく、リーフ
シールは、リーフシールが各構造要素と係合すると共に
構造要素の間の空間をシールする閉止密封位置と、リー
フシールの少なくとも一部が構造要素から離脱すると共
に構成要素の間での気体の通過を許容する開放位置とに
移動可能である。ほとんどの用途において、リーフシー
ルのピンに沿った閉止位置への移動は、シールの両側に
圧力差を加えることにより成し遂げられる。即ち、シー
ルの一方の側に比較的高い圧力を、シールの反対側に比
較的低い圧力を加えることにより、シールを隣接してい
る構造要素の表面に当接する閉止密封位置に押圧して、
構造要素の間の気体の通過を防止する。Regardless of the particular shape of the structural element to be sealed, a leaf seal is a closed sealing position where the leaf seal engages each structural element and seals the space between the structural elements, and at least a portion of the leaf seal is a structural element. Is disengaged from and can be moved to an open position that allows gas to pass between the components. In most applications, movement of the leaf seal along the pin to the closed position is accomplished by applying a pressure differential across the seal. That is, by applying a relatively high pressure on one side of the seal and a relatively low pressure on the opposite side of the seal, the seal is pressed into a closed sealing position against the surface of an adjacent structural element,
Prevent the passage of gas between the structural elements.
リーフシールはターボ機関でよく用いられてきたが、リ
ーフシールが流体密なシールを形成できるかどうかは、
シールの一方の側と他方の側との間に十分な圧力差が存
在することに完全に依存している。ターボ機関のある運
転段階では、リーフシールの両側での流体圧力の差が比
較的小さい。このような条件下では、リーフシールがタ
ーボ機関の隣接している構造要素との係合関係から離脱
し、構造要素の間での漏れを許容する可能性がある。Leaf seals have often been used in turbo engines, but whether a leaf seal can form a fluid tight seal depends on
It relies entirely on the existence of a sufficient pressure differential between one side of the seal and the other. At some operating stages of the turbo engine, the difference in fluid pressure across the leaf seal is relatively small. Under such conditions, the leaf seals may disengage from the adjacent structural elements of the turbomachine, permitting leakage between the structural elements.
リーフシールの両側での圧力差が比較的小さいと、リー
フシールが接触しているターボ機関の構造要素に対し
て、リーフシールが移動又は振動するようになる。ター
ボ機関の運転及びその他の原因によって生じるリーフシ
ールのこの振動は、リーフシール、及びそのリーフシー
ルが着座している構造要素の表面に両方の望ましくない
摩耗を発生させる。このような摩耗の結果、リーフシー
ルとターボ機関の構造要素との間で気体が漏れるだけで
なく、リーフシール及び構造要素の早期破損が生じ得る
という問題点があった。The relatively small pressure difference on either side of the leaf seal causes the leaf seal to move or vibrate relative to the structural elements of the turbo engine with which it is in contact. This vibration of the leaf seal caused by turbo engine operation and other causes causes undesirable wear of both the leaf seal and the surface of the structural element on which the leaf seal is seated. As a result of such wear, there is a problem that not only gas may leak between the leaf seal and the structural element of the turbo engine, but also the leaf seal and the structural element may be prematurely damaged.
［発明の目的］ 従って、本発明の目的は、ターボ機関のような装置の当
接又は隣接している構造要素に対して、これらの構造要
素の間の気体の漏れを防止するリーフシールを提供する
ことにある。このリーフシールは、これらの構造要素の
間の空間に信頼できる流体密なシールを形成し、リーフ
シールに加えられる圧力差に関わりなく気体の漏れを阻
止し、シールすべき構造要素に対するリーフシールの振
動又はその他の移動を抑える。OBJECTS OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a leaf seal for abutting or adjoining structural elements of a device such as a turbo engine to prevent gas leakage between these structural elements. To do. This leaf seal forms a reliable, fluid-tight seal in the space between these structural elements, prevents gas leakage regardless of the pressure differential applied to the leaf seal, and leaves the leaf seal against the structural element to be sealed. Suppress vibration or other movement.
［発明の構成］ これらの目的を達成するために、２つの当接又は隣接し
ている構造要素、例えばターボ機関の構造要素の間の空
間をシールする装置が、リーフシールと、このリーフシ
ールをシールすべき構造要素に対して閉止密封位置に連
続的に押圧するばねとを備えている。In order to achieve these objects, a device for sealing a space between two abutting or adjoining structural elements, for example, a structural element of a turbo engine, provides a leaf seal and the leaf seal. A spring that continuously presses against the structural element to be sealed in the closed sealing position.
本発明は、ばね又はその他のバイアス手段によってリー
フシールに対して力を連続して加えることにより、リー
フシールを隣接又は当接している構造要素に対して閉止
密封位置に保持するという思想に基づく。リーフシール
の両側での圧力差に関わりなく、ばね又はその他のバイ
アス手段は、シールすべき隣接又は当接している構造要
素に対して、リーフシールを閉止密封位置に維持してい
る。更に、リーフシールを隣接している構造要素に対し
て連続的に押し付けることによって、リーフシールと構
造要素との間の振動又はその他の相対移動を低減させ、
こうして、部品の間の摩耗を減少させる。The invention is based on the idea of holding a leaf seal in a closed sealing position against adjacent or abutting structural elements by continuously applying a force to the leaf seal by means of a spring or other biasing means. Regardless of the pressure differential across the leaf seal, springs or other biasing means maintain the leaf seal in a closed and sealed position relative to the adjacent or abutting structural element to be sealed. Further, by continuously pressing the leaf seal against adjacent structural elements, vibration or other relative movement between the leaf seal and the structural element is reduced,
Thus, the wear between the parts is reduced.
現在のところ好適な実施例では、構造要素の一方に、１
つ以上のピンが装着されており、これらのピンの各々
は、リーフシールを支持するように構成されている。こ
のような装着ピンにリーフシールを嵌めるように、リー
フシールには穴又はその他の開口が形成されている。リ
ーフシールはこのような装着ピンに沿って軸線方向に移
動可能であり、具体的には、第１の構造要素と第２の構
造要素との間の空間を閉じるように、リーフシールの一
方の部分が第１の構造要素と係合していると共にリーフ
シールの他の部分が第２の構造要素と係合している閉止
密封位置と、リーフシールの前述の部分のうちの少なく
とも一方が構造要素から離脱して、第１の構造要素と第
２の構造要素との間の空間での気体の通過を許容する開
放位置との間を移動可能である。好ましくはばねの形態
を成しているバイアス手段が、構造要素の一方に装着さ
れていると共に、構造要素に接触しているリーフシール
の部分の中間点でリーフシールに係合している。ばね
は、リーフシールを閉止密封位置に常時維持するよう
に、リーフシールを各構造要素に対して押し付ける作用
を成す。リーフシールの両側の圧力差がターボ機関の運
転中に減少しても、ばねは尚、リーフシールを構造要素
に対して密封位置に保持して、構造要素の間の気体の漏
れを防止する。更に、リーフシールに加えられるばね力
によって、リーフシールと構造要素との間の振動又はそ
の他の相対移動が低減する。In the presently preferred embodiment, one of the structural elements has a 1
One or more pins are mounted and each of these pins is configured to support a leaf seal. A hole or other opening is formed in the leaf seal so that the leaf seal fits into such a mounting pin. The leaf seal is axially displaceable along such a mounting pin, specifically one of the leaf seals so as to close the space between the first structural element and the second structural element. A closed sealing position in which a portion is engaged with the first structural element and the other portion of the leaf seal is engaged with the second structural element, and at least one of said portions of the leaf seal is structural It is disengageable from the element and movable between an open position that allows the passage of gas in the space between the first structural element and the second structural element. Biasing means, preferably in the form of springs, are mounted on one of the structural elements and engage the leaf seal at an intermediate point of the portion of the leaf seal in contact with the structural element. The spring acts to press the leaf seal against each structural element so as to maintain the leaf seal in the closed sealing position at all times. Even if the pressure differential across the leaf seals decreases during operation of the turbo engine, the springs still hold the leaf seals in a sealed position relative to the structural elements to prevent gas leakage between the structural elements. Moreover, the spring force applied to the leaf seal reduces vibration or other relative movement between the leaf seal and the structural element.
リーフシールをシールすべき構造要素と係合関係に押圧
するために、種々のばねを用いることができる。一実施
例では、互いに離れる方向にバイアスされた対向してい
る脚部を有しているＵ字形ばねを用いる。Ｕ字形ばねの
一方の脚部は、リーフシールを担持しているピンに装着
されており、他方の脚部は、リーフシールを構造要素に
当接した閉止密封位置にバイアス又は押圧するように、
その両端の中間点でリーフシールに係合している。Various springs can be used to press the leaf seal into engagement with the structural element to be sealed. In one embodiment, a U-shaped spring is used that has opposing legs that are biased away from each other. One leg of the U-shaped spring is mounted on a pin carrying a leaf seal, the other leg biases or pushes the leaf seal into a closed sealing position abutting the structural element,
It engages with the leaf seal at the midpoint of its ends.
他の実施例では、リーフシールをバイアスするバイアス
手段は、中心開口部を有している螺旋状コイルばねであ
り、中心開口部は、各リーフシールを装着しているピン
を包囲している。コイルばねの一方の端部は、１つの構
造要素に係合しており、その他方の端部は、その両端部
の中間点でリーフシールに係合している。コイルばねは
最初に、コイルばねをリーフシールと構造要素との間に
配置する際に圧縮され、次いで伸張して、リーフシール
を構造要素に対して閉止密封位置に押圧する。In another embodiment, the biasing means for biasing the leaf seals is a helical coil spring having a central opening, the central opening surrounding the pin mounting each leaf seal. One end of the coil spring engages one structural element and the other end engages the leaf seal at the midpoint of its ends. The coil spring is first compressed during placement of the coil spring between the leaf seal and the structural element and then expanded to press the leaf seal against the structural element in a closed sealing position.
更に他の実施例では、バイアス手段は、両端にある端部
と、これらの端部の間の円弧状部とを有している正弦状
（シィヌソイダル）ばねである。正弦状ばねの両端部
は、両端部の間の円弧状部がリーフシールに係合すると
共にリーフシールをシールすべき構造要素に対して閉止
密封位置に押圧するように、構造要素の一方に固着され
ている。In yet another embodiment, the biasing means is a sinusoidal spring having ends at opposite ends and an arcuate portion between the ends. The ends of the sinusoidal spring are secured to one of the structural elements such that the arcuate portion between the ends engages the leaf seal and presses the leaf seal into the closed sealing position against the structural element to be sealed. Has been done.
［実施例］ 本発明の現在のところ好適な実施例の構成、動作及び効
果を明瞭にするために、以下に本発明を図面に示す実施
例について説明する。[Embodiment] In order to clarify the configuration, operation and effect of the presently preferred embodiment of the present invention, an embodiment of the present invention shown in the drawings will be described below.
第１図に、本発明のセグメント状リーフシール及びばね
を使用することのできる環境の一例を提示する目的で、
ターボ機関10の一部を断面にて示す。ターボ機関10の細
部は本発明を何ら構成しないので、ここでは詳しく説明
しない。ターボ機関10の詳しい説明については、本出願
人に譲渡された米国特許番号第4126405号を参照された
い。For the purpose of presenting an example of the environment in which the segmented leaf seal and spring of the present invention can be used in FIG. 1,
A part of the turbo engine 10 is shown in cross section. The details of the turbo engine 10 do not form a detailed description of the present invention and are therefore not described in detail here. See U.S. Pat. No. 4,126,405 assigned to the applicant for a detailed description of turbo engine 10.
ここでの目的に沿って説明すると、ターボ機関10は、燃
焼器15と、高圧タービン16とを含んでいる。高圧タービ
ン16は任意の数の段を含んでおり、各段は、当業界で周
知のように、交互に配設されている１列のタービンノズ
ル17と、１列のタービンブレード18とを含んでいる。For purposes of this discussion, turbo engine 10 includes a combustor 15 and a high pressure turbine 16. The high pressure turbine 16 includes any number of stages, each stage including an array of alternating rows of turbine nozzles 17 and a row of turbine blades 18, as is well known in the art. I'm out.
高圧タービンの支持構造は、半径方向外側では、燃焼器
ケーシング19と、外側タービンリング21と、タービンケ
ーシング22とを含んでおり、これらは、円周方向に隔設
されている複数のボルト23によって相互に固定されてい
る。タービンの半径方向内側では、内側燃焼器ケーシン
グ24が複数のボルト27によって、内側タービンリング26
に固定されている。タービンリング26の後側では、フラ
ンジ32が半径方向外方へ延在しており、内側バンド34か
ら半径方向内方へ突出してフランジ32に摩擦係合してい
る後部内側レール33に対する軸線方向荷重ストッパとし
て作用する。内側タービンリング26にはブラケット36も
連結されており、ブラケット36は静止外側シール37を支
持している。静止外側シール37に関連した回転内側シー
ル部材38が、タービンディスク40から前方に延在してい
るブラケット39によって支持されている。The support structure of the high-pressure turbine, on the outside in the radial direction, includes a combustor casing 19, an outer turbine ring 21, and a turbine casing 22, which are circumferentially separated by a plurality of bolts 23. It is fixed to each other. On the radially inner side of the turbine, the inner combustor casing 24 is connected to the inner turbine ring 26 by a plurality of bolts 27.
It is fixed to. On the rear side of the turbine ring 26, a flange 32 extends outward in the radial direction, and an axial load is applied to the rear inner rail 33 that projects radially inward from the inner band 34 and frictionally engages with the flange 32. Acts as a stopper. A bracket 36 is also connected to the inner turbine ring 26, and the bracket 36 supports a stationary outer seal 37. A rotating inner seal member 38 associated with the stationary outer seal 37 is supported by a bracket 39 extending forward from the turbine disk 40.
タービンノズル17の半径方向外側では、外側タービリン
グ21が軸線方向延在ストッパ41及びＵ形フランジ42を介
して、ノズルを支持している。Ｕ形フランジ42は、外側
バンド44から半径方向外方へ延在している後部外側レー
ル43の後面に係合することにより、軸線方向の支持を成
している。軸線方向延在ストッパ46は、ベーン17から半
径方向外方へ延在している外側ラグ48に摩擦係合して、
円周方向の支持を成している。On the outer side of the turbine nozzle 17 in the radial direction, an outer turbulent ring 21 supports the nozzle via an axially extending stopper 41 and a U-shaped flange 42. The U-shaped flange 42 provides axial support by engaging the rear surface of the rear outer rail 43 which extends radially outward from the outer band 44. The axially extending stop 46 frictionally engages an outer lug 48 extending radially outward from the vane 17,
It forms a support in the circumferential direction.
上述したシステム構成要素の冷却により、燃焼器15及び
タービン16に高圧の区域と低圧の区域とが形成され、こ
れらの区域は、互いにシールする必要がある。通常、比
較的高圧の冷却空気を、第１図に矢印で示すように、燃
焼器外側ケーシング19と燃焼器外側ライナ49との間で環
状燃焼器15の周りに循環させる。同様に、冷却空気を内
側燃焼器ケーシング24と内側燃焼器ライナ51との間で循
環させる。冷却空気の一部は、燃焼器ライナ49及び51に
設けられている孔52を通過して、燃焼器ライナ49及び51
の内壁を冷却し、比較的低圧の区域を形成する。一方、
冷却空気の大部分は下流に流れて、タービンノズル及び
シュラウドを冷却する。冷却空気が所望通りにシステム
構成要素に流れるためには、燃焼器とベーン段との界面
での空気の漏れを防止する必要がある。The cooling of the system components described above creates areas of high pressure and areas of low pressure in the combustor 15 and turbine 16, which areas need to be sealed together. Generally, relatively high pressure cooling air is circulated around the annular combustor 15 between the combustor outer casing 19 and the combustor outer liner 49, as indicated by the arrows in FIG. Similarly, cooling air is circulated between the inner combustor casing 24 and the inner combustor liner 51. A part of the cooling air passes through the holes 52 provided in the combustor liners 49 and 51, and is discharged into the combustor liners 49 and 51.
Cools the inner walls of the and forms relatively low pressure areas. on the other hand,
Most of the cooling air flows downstream to cool the turbine nozzle and shroud. In order for the cooling air to flow to the system components as desired, it is necessary to prevent air leakage at the combustor-vane stage interface.
第１図及び第２図において、本発明のシール（密封）装
置の一実施例が、ベーン前方外側レール61と燃焼器後部
フランジ62との間の空間60に、即ち、燃焼器−ベーン段
の界面に位置しているターボ機関10の構造要素の間の空
間60に配置されている。この空間60にリーフシール64が
配置されており、リーフシール64は、ベーン前方外側レ
ール61に形成されている切欠67内に支持されている内端
66と、燃焼器後部フランジ62と係合可能な外端68とを有
している。リーフシール64は、ナット72によってベーン
前方外側レール61に連結されているピン70に摺動自在に
装着されている。リーフシール64は、第１図及び第２図
に示すように、その内端66及び外端68が外側レール61及
び後部フランジ62にそれぞれ係合している閉止密封位置
と、リーフシール64の内端66及び外端68のうちの少なく
とも一方が構造要素から離脱する開放位置との間で移動
可能である。1 and 2, one embodiment of the sealing device of the present invention is shown in the space 60 between the vane front outer rail 61 and the combustor rear flange 62, that is, in the combustor-vane stage. Located in the space 60 between the structural elements of the turbo engine 10 located at the interface. A leaf seal 64 is arranged in this space 60, and the leaf seal 64 is supported by an inner end supported in a notch 67 formed in the vane front outer rail 61.
66 and an outer end 68 engageable with the combustor rear flange 62. The leaf seal 64 is slidably attached to a pin 70 connected to the vane front outer rail 61 by a nut 72. As shown in FIGS. 1 and 2, the leaf seal 64 has a closed sealing position in which its inner end 66 and outer end 68 are engaged with the outer rail 61 and the rear flange 62, respectively. At least one of the end 66 and the outer end 68 is moveable to and from an open position that separates from the structural element.
第１図及び第２図の実施例では、Ｕ形ばね74が第１のア
ーム76と、第２のアーム78とを有している。第１のアー
ム76は、外側レール61の後側でナット72によってピン70
に固着されており、第２のアーム78は、外側レール61の
前側でピン70に担持されており、リーフシール64と係合
状態にある。アーム76及び78は互いに離れる方向にバイ
アスされているので、第２図に示す位置で、ばね74の第
２のアーム78は、リーフシール64を外側レール61及び後
部フランジ62と係合関係に押さえて、外側レール61と後
部フランジ62との間の空間60をシール（密封）する。好
ましくは、第２のアーム78は、リーフシール64の内端66
と外端68との中間点でリーフシール64に接触しており、
このため、内端66及び外端68は、外側レール61及び後部
フランジ62に対して強制的にシールされている。In the embodiment of FIGS. 1 and 2, the U-shaped spring 74 has a first arm 76 and a second arm 78. The first arm 76 is mounted on the rear side of the outer rail 61 by means of a nut 72 to the pin 70.
The second arm 78 is carried by the pin 70 on the front side of the outer rail 61 and is in engagement with the leaf seal 64. Because arms 76 and 78 are biased away from each other, in the position shown in FIG. 2, second arm 78 of spring 74 presses leaf seal 64 into engagement with outer rail 61 and rear flange 62. To seal the space 60 between the outer rail 61 and the rear flange 62. Preferably, the second arm 78 has an inner end 66 of the leaf seal 64.
Is in contact with the leaf seal 64 at an intermediate point between the outer end 68 and
Therefore, the inner end 66 and the outer end 68 are forcibly sealed to the outer rail 61 and the rear flange 62.
第３図の実施例では、第１図及び第２図のばね74をなく
して、その代わりに、リーフシール64を外側レール61及
び後部フランジ62に当接する位置に維持するための螺旋
状コイルばね80が設けられている。コイルばね80は、ピ
ン70に沿って摺動するように構成されている中心開口部
と、外側レール61の前面に係合している第１の端部84
と、リーフシール64の内端66と外端68との中間点でリー
フシール64に係合している第２の端部86とを有してい
る。コイルばね80は最初に、コイルばね80を外側レール
61とリーフシール64との間に配置する際に圧縮され、次
いで、第２の端部86がリーフシール64を前方に、外側レ
ール61及び後部フランジ62と密封係合関係に押し込むよ
うに伸張する。The embodiment of FIG. 3 eliminates the spring 74 of FIGS. 1 and 2 and instead replaces the helical coil spring to maintain the leaf seal 64 in position against the outer rail 61 and rear flange 62. 80 are provided. The coil spring 80 includes a central opening configured to slide along the pin 70 and a first end 84 engaging the front surface of the outer rail 61.
And a second end 86 engaging the leaf seal 64 at the midpoint between the inner end 66 and the outer end 68 of the leaf seal 64. The coil spring 80 is first installed on the outer rail.
Compressed upon placement between 61 and leaf seal 64, then second end 86 extends to push leaf seal 64 forward in sealing engagement with outer rail 61 and rear flange 62. .
本発明の更に他の実施例を第４図及び第５図に示す。こ
の実施例では、Ｕ形ばね74又はコイルばね80の代わり
に、概して正弦状のばね88が用いられている。正弦状の
ばね88は、両端にある端部90と端部92とを有しており、
端部90と端部92との間の中心部94が、円弧な概して正弦
形状に形成されている。ばね88は各端部90及び92の所
で、ピン70及びナット72によって固着されているので、
円弧状中心部94は、リーフシール64の内端66と外端68と
の中間点でリーフシール64に係合している。ばね88の中
心部94は外側レール61とリーフシール64との間に位置し
ており、リーフシール64の両端66及び68を外側レール61
及び後部フランジ62に対して密封位置に押圧しているの
で、ばね88の中心部94は圧縮される。Still another embodiment of the present invention is shown in FIGS. In this embodiment, the U-shaped spring 74 or coil spring 80 is replaced by a generally sinusoidal spring 88. The sinusoidal spring 88 has ends 90 and 92 at both ends,
A central portion 94 between the end portion 90 and the end portion 92 is formed in an arcuate generally sinusoidal shape. Spring 88 is secured by pins 70 and nuts 72 at each end 90 and 92, so
The arcuate center portion 94 engages with the leaf seal 64 at an intermediate point between the inner end 66 and the outer end 68 of the leaf seal 64. The center portion 94 of the spring 88 is located between the outer rail 61 and the leaf seal 64, and both ends 66 and 68 of the leaf seal 64 are connected to the outer rail 61.
And the central portion 94 of the spring 88 is compressed as it is pressed against the rear flange 62 in the sealing position.
本発明を好適な実施例について説明したが、当業者であ
れば、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の変更が
可能であると共に構成要素にその均等物に置換すること
が可能であることを理解できるであろう。更に、特定の
状況又は材料を本発明の教示に合わせるように多くの変
更が可能である。Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, those skilled in the art can make various modifications and replace components with equivalents thereof without departing from the gist of the present invention. You can understand that. In addition, many modifications may be made to adapt a particular situation or material to the teachings of the invention.
例えば、図示したリーフシールとばねとを組み合わせた
構成は、タービンノズル及びタービン機関の環境で、２
つの構造要素、即ち燃焼器後部フランジとベーン前方外
側レールとの間にシールを形成するものとして説明し
た。しかしながら、ここに開示したリーフシール及びば
ねは、リーフシールを現在用いているほとんどあらゆる
用途に使用することができる。更に、リーフシールをシ
ール位置に維持するために、本発明の要旨を逸脱しない
範囲内で種々の異なるばね又はその他のバイアス手段を
用いることも考えられる。For example, the illustrated combination of leaf seals and springs can be used in the environment of turbine nozzles and turbine engines.
It has been described as forming a seal between two structural elements, the combustor rear flange and the vane front outer rail. However, the leaf seals and springs disclosed herein can be used in almost any application that currently utilizes leaf seals. Further, it is contemplated that a variety of different springs or other biasing means may be used to maintain the leaf seal in the sealed position without departing from the spirit of the invention.
従って、本発明は、発明を実施するのに最良と考えられ
るここに開示した特定の実施例に限定されず、特許請求
の範囲に含まれるあらゆる実施例を包含するものであ
る。Therefore, the present invention is not limited to the specific embodiments disclosed herein which are considered best for carrying out the invention, but encompasses all embodiments within the scope of the following claims.
第１図はターボ機関の一部の概略部分断面図であって、
本発明のリーフシール及びばねを利用することのできる
位置を示す図である。 第２図は第１図の一部の拡大断面図であって、リーフシ
ール及びばねの一実施例を示す図である。 第３図はリーフシールと共に用いられるばねの他の実施
例を示す第２図と同様の拡大断面図である。 第４図は本発明のばねとリーフシールとの組み合わせの
更に他の実施例を示す第２図及び第３図と同様の拡大断
面図である。 第５図は第４図の５−５線方向に見た断面図である。 ［符号の説明］ 60……空間、61……外側レール、62……後部フランジ、
64……リーフシール、66……内端、68……外端、70……
ピン、72……ナット、74……ばね、80……コイルばね、
88……正弦状ばね。FIG. 1 is a schematic partial sectional view of a part of a turbo engine,
It is a figure which shows the position which can utilize the leaf seal and spring of this invention. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a part of FIG. 1, showing an embodiment of a leaf seal and a spring. FIG. 3 is an enlarged sectional view similar to FIG. 2 showing another embodiment of the spring used with the leaf seal. FIG. 4 is an enlarged sectional view similar to FIGS. 2 and 3 showing still another embodiment of the combination of the spring and the leaf seal of the present invention. FIG. 5 is a sectional view taken along line 5-5 of FIG. [Explanation of symbols] 60 …… space, 61 …… outer rail, 62 …… rear flange,
64 …… Leaf seal, 66 …… Inner end, 68 …… Outer end, 70 ……
Pins, 72 ... nuts, 74 ... springs, 80 ... coil springs,
88 …… Sine spring.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 （社）日本機械学会「機械工学便覧」新 版（Ｓ62．４．15）Ｐ．Ｂ５−94，Ｂ５− 127 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References The Japan Society of Mechanical Engineers, "Mechanical Engineering Handbook", new edition (S62. 4.15) p. B5-94, B5-127
Claims (13)
構造部材との間の空間をシールし、当該ターボ機関の運
転中に前記第１及び第２の部材の一方の側にある高圧区
域を該第１及び第２の部材の他方の側にある低圧区域か
ら分離する装置を有しているターボ機関であって、 前記装置は、 前記第１の部材と前記第２の部材との間の空間に配置さ
れている従順なリーフシールであって、開放離脱位置
と、前記リーフシールが前記第１の部材及び前記第２の
部材と係合して該第１の部材と該第２の部材との間の空
間をシールする閉止密封位置との間を移動可能なリーフ
シールと、 前記第１及び第２の部材のうちの一方と前記リーフシー
ルとの間に連結されており、前記リーフシールを前記開
放離脱位置から前記閉止密封位置に押圧すると共に、当
該ターボ機関の運転中に前記リーフシールを前記閉止密
封位置に連続的に維持するバイアス手段であって、当該
ターボ機関の運転中に、前記高圧区域と前記低圧区域と
の間の圧力差が前記リーフシールを押し付けているのと
同じ方向に前記リーフシールを押し付けているバイアス
手段とを備えているターボ機関。1. A space between a first structural member and a second structural member of the turbo engine is sealed and is on one side of the first and second members during operation of the turbo engine. A turbo engine having a device for separating a high pressure region from a low pressure region on the other side of the first and second members, the device comprising: the first member and the second member. A compliant leaf seal disposed in a space between the first and second members, wherein the leaf seal engages with the first member and the second member, A leaf seal movable between a closed sealing position that seals a space between the second member and one of the first and second members and the leaf seal, While pressing the leaf seal from the open separation position to the closed sealing position, Biasing means for continuously maintaining the leaf seal in the closed sealing position during operation of the turbo engine, wherein the pressure difference between the high pressure region and the low pressure region during operation of the turbo engine is A turbomachine comprising: biasing means pressing the leaf seal in the same direction as pressing the leaf seal.
バイアスされている第１のアームと第２のアームとを有
している実質的にＵ字形のばねであり、前記第１のアー
ムは、前記第１及び第２の部材のうちの一方に固着され
ており、前記第２のアームは、前記リーフシールに係合
して、該リーフシールを前記第１及び第２の部材に当接
する前記密封位置に押圧している請求項１に記載のター
ボ機関。2. The biasing means is a substantially U-shaped spring having a first arm and a second arm biased away from each other, the first arm comprising: The second arm is fixed to one of the first and second members, and the second arm engages the leaf seal to bring the leaf seal into contact with the first and second members. The turbo engine according to claim 1, wherein the turbo engine is pressed in a sealed position.
の端部とを有しているコイルばねであり、該コイルばね
は、前記リーフシールを前記密封位置に押圧するように
前記第１及び第２の部材のうちの一方と前記リーフシー
ルとの間に装着されている請求項１に記載のターボ機
関。3. The bias means comprises a first end and a second end.
And a leaf spring between one of the first and second members and the leaf seal so as to press the leaf seal to the sealing position. The turbo engine according to claim 1, wherein the turbo engine is mounted on the.
該端部の間の円弧状部とを有している湾曲状ばねであ
り、該湾曲状ばねは、前記円弧状部が前記リーフシール
に係合すると共に該リーフシールを前記密封位置に押圧
するように、前記第１の部材と前記第２の部材との間に
設けられている請求項１に記載のターボ機関。4. The bias means includes end portions at both ends,
A curved spring having an arcuate portion between the ends, the arcuate spring engaging the leaf seal and pressing the leaf seal to the sealing position. The turbo engine according to claim 1, wherein the turbo engine is provided between the first member and the second member.
空間に対して前記リーフシールを装着する支持手段を更
に含んでおり、前記バイアス手段は、前記支持手段によ
り担持されている請求項１に記載のターボ機関。5. A support means for mounting the leaf seal in a space between the first member and the second member, the bias means being carried by the support means. The turbo engine according to claim 1, wherein:
れているピンであり、前記リーフシールは、前記ピンに
装着されていると共に、該ピンに沿って軸線方向に前記
第１及び第２の部材に対する前記密封位置まで摺動可能
である請求項５に記載のターボ機関。6. The support means is a pin attached to the first member, the leaf seal is attached to the pin, and the first and second leaf seals are axially arranged along the pin. The turbo engine according to claim 5, wherein the turbo engine is slidable to the sealing position with respect to a second member.
バイアスされている第１のアームと第２のアームとを有
しているＵ字形のばねを含んでおり、前記第１のアーム
は、前記ピンに固着されており、前記第２のアームは、
前記リーフシールに係合する位置で前記ピンに担持され
ており、前記第１及び第２のアームは組み立ての際に、
互いに近付くように撓んでおり、次いで、前記第２のア
ームが前記リーフシールを前記第１及び第２の部材に当
接する前記密封位置に押圧するように解放されている請
求項６に記載のターボ機関。7. The biasing means includes a U-shaped spring having a first arm and a second arm biased away from each other, the first arm comprising: The second arm is fixed to the pin,
The pin is carried on the pin at a position to engage with the leaf seal, and the first and second arms are assembled at the time of assembly.
7. The turbocharger of claim 6, wherein the turbocharger is deflected toward each other and then the second arm is released to press the leaf seal into the sealed position abutting the first and second members. organ.
にある端部とを有しているコイルばねを含んでおり、該
コイルばねの前記中心開口部は、前記コイルばねの一方
の端部が前記第１の部材に接触すると共に前記コイルば
ねの他方の端部が前記リーフシールに係合するように、
前記ピンに嵌まっており、前記コイルばねは組み立ての
際に、前記第１の部材と前記リーフシールとの間で圧縮
されており、次いで、前記リーフシールを前記密封位置
に押圧するように解放されている請求項６に記載のター
ボ機関。8. The biasing means includes a coil spring having a central opening and ends at both ends, the central opening of the coil spring including one end of the coil spring. A part contacts the first member and the other end of the coil spring engages the leaf seal,
Fits on the pin, the coil spring is compressed during assembly between the first member and the leaf seal and then released to press the leaf seal into the sealing position. The turbo engine according to claim 6, which is provided.
該端部の間の円弧状部とを有している湾曲状ばねを含ん
でおり、該湾曲状ばねは、該湾曲状ばねの一方の端部が
前記第１の部材に接触すると共に該湾曲状ばねの他方の
端部が前記リーフシールに係合するように、前記ピンの
周りに設けられている請求項６に記載のターボ機関。9. The bias means includes end portions at both ends,
A curved spring having an arcuate portion between the ends, the curved spring having one end contacting the first member and the curved spring. The turbo engine according to claim 6, wherein the other end of the leaf spring is provided around the pin so as to engage with the leaf seal.
部材と係合可能な第１の部分と、前記第２の部材と係合
可能な第２の部分とを有しており、前記リーフシールの
前記第１及び第２の部分は、互いに離間している請求項
５に記載のターボ機関。10. The compliant leaf seal has a first portion engageable with the first member and a second portion engageable with the second member, wherein: The turbomachine according to claim 5, wherein the first and second portions of the leaf seal are spaced apart from each other.
空間をシールしていると共に、前記第１の部材と係合可
能な第１の部分と、前記第２の部材と係合可能な第２の
部分とを有しており、円周方向に隣接している複数の部
分であって、前記リーフシールの前記第１及び第２の部
分は、互いに離間している、複数の部分と、 前記第１の部材に装着されているピンを含んでおり、前
記リーフシールが前記ピンに装着されるように、前記第
１の部材と前記第２の部材との間の空間に対して前記リ
ーフシールを装着する支持手段とを含んでいる請求項１
に記載のターボ機関。11. The compliant leaf seal seals an annular space between the first structural member and the second structural member and is engageable with the first member. And a second portion engageable with the second member, the plurality of portions being adjacent to each other in the circumferential direction, the first and second portions of the leaf seal. Part includes a plurality of parts that are spaced apart from each other and a pin that is mounted on the first member, and the first member and the pin so that the leaf seal is mounted on the pin. 2. Supporting means for mounting the leaf seal in a space between the second member and the second member.
Turbo engine described in.
端にある端部とを有しているコイルばねであり、該コイ
ルばねの前記中心開口部は、前記コイルばねの一方の端
部が前記第１の部材に接触すると共に前記コイルばねの
他方の端部が前記リーフシールに係合するように、前記
ピンに嵌まっており、前記コイルばねは、最初に前記第
１の部材と前記リーフシールとの間で圧縮されており、
次いで、前記リーフシールを前記密封位置に押圧するよ
うに解放されている請求項11に記載のターボ機関。12. The bias means is a coil spring having a central opening portion and end portions at both ends, and the central opening portion of the coil spring has one end portion of the coil spring. The coil spring is first fitted with the first member and the first member so that the other end of the coil spring is in contact with the first member and engages with the leaf seal. It is compressed between the leaf seal,
12. The turbomachine according to claim 11, which is then released to press the leaf seal into the sealing position.
と、該端部の間の円弧状部とを有している湾曲状ばねで
あり、該湾曲状ばねの両端にある各々の端部は、該湾曲
状ばねの一方の端部が前記第１の部材に接触すると共に
該湾曲状ばねの他方の端部が前記リーフシールに係合す
るように、ピンの周りに設けられており、前記円弧状部
は、前記リーフシールに係合すると共に該リーフシール
を前記密封位置に押圧するようになっている請求項11に
記載のターボ機関。13. The bias means is a curved spring having end portions at both ends and an arcuate portion between the end portions, and each end portion at each end of the curved spring. Is provided around the pin such that one end of the curved spring contacts the first member and the other end of the curved spring engages the leaf seal, 12. The turbo engine according to claim 11, wherein the arcuate portion engages with the leaf seal and presses the leaf seal to the sealing position.
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