JPH09151705A - ロータ組立体用シュラウド - Google Patents
ロータ組立体用シュラウドInfo
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- JPH09151705A JPH09151705A JP8322181A JP32218196A JPH09151705A JP H09151705 A JPH09151705 A JP H09151705A JP 8322181 A JP8322181 A JP 8322181A JP 32218196 A JP32218196 A JP 32218196A JP H09151705 A JPH09151705 A JP H09151705A
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- blade outer
- outer air
- air seal
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
- F01P5/02—Pumping cooling-air; Arrangements of cooling-air pumps, e.g. fans or blowers
-
- 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
- F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
-
- 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
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- 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
- F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
- F01D25/246—Fastening of diaphragms or stator-rings
-
- 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
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/55—Seals
- F05D2240/56—Brush seals
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 冷却のために最小の抽出空気を用い、また容
易に機械加工されかつ容易に交換自在な部品を用いるロ
ータ組立体用シュラウドを提供すること。 【解決手段】 ロータ組立体用シュラウド１０は、取付
けリング２６と、後方シールリング３０と、前方シール
リング３２と、ブレード外側空気シール２８とを包含す
る。取付けリングは、ロータ組立体１２を囲繞するケー
シング１４内に固定され、かつ第１の取付け装置３８を
包含する。ブレード外側空気シールは、複数の本体セグ
メント４２を包含する。各本体セグメントは、第１の面
４４と、第２の面４６と、これらの面間に設けられて冷
却空気を受入れる通路５６と、第２の取付け装置６６
と、各本体セグメントを偏倚して後方シールリング３０
に接触させる柱７２とを包含する。第１及び第２の取付
け装置は、協同してブレード外側空気シール２８をロー
タ組立体１２に非常に接近して懸架する。
易に機械加工されかつ容易に交換自在な部品を用いるロ
ータ組立体用シュラウドを提供すること。 【解決手段】 ロータ組立体用シュラウド１０は、取付
けリング２６と、後方シールリング３０と、前方シール
リング３２と、ブレード外側空気シール２８とを包含す
る。取付けリングは、ロータ組立体１２を囲繞するケー
シング１４内に固定され、かつ第１の取付け装置３８を
包含する。ブレード外側空気シールは、複数の本体セグ
メント４２を包含する。各本体セグメントは、第１の面
４４と、第２の面４６と、これらの面間に設けられて冷
却空気を受入れる通路５６と、第２の取付け装置６６
と、各本体セグメントを偏倚して後方シールリング３０
に接触させる柱７２とを包含する。第１及び第２の取付
け装置は、協同してブレード外側空気シール２８をロー
タ組立体１２に非常に接近して懸架する。
Description
【０００１】
【発明の技術分野】本発明は、一般にはタービンエンジ
ンロータ組立体に関し、より詳細には、ロータ組立体用
シュラウドに関する。
ンロータ組立体に関し、より詳細には、ロータ組立体用
シュラウドに関する。
【０００２】
【発明の背景】典型的なガスタービンエンジンは、共通
の長手方向軸線に沿って設けられた送風機、圧縮機、燃
焼器及びタービンを包含する。送風機部及び圧縮機部は
エンジンに吸入される空気に仕事を与え、該空気の圧力
及び温度を増大させる。そして、燃料が燃焼器内でこの
仕事を与えられた空気に加えられて燃焼させられる。そ
の後、中心ガス流れを呼ばれている燃焼生成物及び未燃
空気がタービンを駆動し、エンジンスラストを発生せし
める。多くの場合において、タービンは幾つかの段落を
包含し、各段落はロータ組立体と少なくともひとつの静
翼装置とを有する。中心ガス流れがロータ組立体を回転
させ、これによりロータ組立体がエンジンの特定場所で
仕事をすることができる。静翼装置は、前方のロータ組
立体と後方のロータ組立体との間に設けられて、ロータ
組立体に入る又はロータ組立体を出る中心ガス流れを案
内する。
の長手方向軸線に沿って設けられた送風機、圧縮機、燃
焼器及びタービンを包含する。送風機部及び圧縮機部は
エンジンに吸入される空気に仕事を与え、該空気の圧力
及び温度を増大させる。そして、燃料が燃焼器内でこの
仕事を与えられた空気に加えられて燃焼させられる。そ
の後、中心ガス流れを呼ばれている燃焼生成物及び未燃
空気がタービンを駆動し、エンジンスラストを発生せし
める。多くの場合において、タービンは幾つかの段落を
包含し、各段落はロータ組立体と少なくともひとつの静
翼装置とを有する。中心ガス流れがロータ組立体を回転
させ、これによりロータ組立体がエンジンの特定場所で
仕事をすることができる。静翼装置は、前方のロータ組
立体と後方のロータ組立体との間に設けられて、ロータ
組立体に入る又はロータ組立体を出る中心ガス流れを案
内する。
【０００３】また、シュラウドが、タービンケースとロ
ータ組立体との間をシールするために、ロータ組立体の
半径方向外側に設けられている。このシュラウドは、一
般に、ロータ組立体の外周まわりに互いに接して設けら
れた複数のセグメントから形成されているブレード外側
空気シールを包含する。これらのブレード外側空気シー
ルセグメントは、ロータブレードのチップに非常に接近
して懸架されている。
ータ組立体との間をシールするために、ロータ組立体の
半径方向外側に設けられている。このシュラウドは、一
般に、ロータ組立体の外周まわりに互いに接して設けら
れた複数のセグメントから形成されているブレード外側
空気シールを包含する。これらのブレード外側空気シー
ルセグメントは、ロータブレードのチップに非常に接近
して懸架されている。
【０００４】タービンを通過する中心ガス流れの温度は
非常に高いので、多数のタービン構成要素を冷却する必
要がある。これは、特に、ブレード外側空気シールに言
える。このため、シュラウドは、圧縮機から抽出されて
温度が中心ガス流れの温度よりも低くかつ圧力が中心ガ
ス流れの圧力よりも大きい空気によって冷却される。し
かしながら、これは圧縮機で仕事を与えた大切な空気を
冷却目的のために用いているものである。そして、抽出
空気はその接近するシュラウドの部分を冷却し、抽出空
気の圧力が熱い中心ガスの有害な流入を防止する。他
方、圧縮機から抽出した空気はその与えられた仕事の大
部分が冷却目的のために用いられたときに損失させら
れ、したがってエンジンの効率を減少させる。これは、
特に、冷却通路における好ましくない漏洩により過剰の
抽出空気が冷却目的のために用いられるときに言える。
非常に高いので、多数のタービン構成要素を冷却する必
要がある。これは、特に、ブレード外側空気シールに言
える。このため、シュラウドは、圧縮機から抽出されて
温度が中心ガス流れの温度よりも低くかつ圧力が中心ガ
ス流れの圧力よりも大きい空気によって冷却される。し
かしながら、これは圧縮機で仕事を与えた大切な空気を
冷却目的のために用いているものである。そして、抽出
空気はその接近するシュラウドの部分を冷却し、抽出空
気の圧力が熱い中心ガスの有害な流入を防止する。他
方、圧縮機から抽出した空気はその与えられた仕事の大
部分が冷却目的のために用いられたときに損失させら
れ、したがってエンジンの効率を減少させる。これは、
特に、冷却通路における好ましくない漏洩により過剰の
抽出空気が冷却目的のために用いられるときに言える。
【０００５】ブレード外側空気シールセグメントは、シ
ュラウドの内部に偏倚され、ブレード外側空気シールと
このシールに隣接するシュラウド側の金物部分との間の
適当な密封を保証すると共に、有害な振動を防止する。
振動は、ブレード外側空気シールセグメントを早期に摩
耗させるものである。幾つかの従来のシュラウドは、リ
ングを用いて、複数のブレード外側空気シールセグメン
トを全体としてシュラウドの外周まわりに偏倚してい
る。しかしながら、この解決法は、複数のブレード外側
空気シールセグメントがそれらの公差の範囲で寸法が変
化する難点がある。そして、もし、シュラウドの組立体
において、幾つかの“厚い”セグメントが“薄い”セグ
メントに隣接して設けられた場合には、リングの偏倚力
は、厚いセグメントに加えられると全く同じようには、
薄いセグメントに加えられない。その結果、薄いセグメ
ントとリングとの間には空間が生じ、好ましくない抽出
空気漏洩通路が形成されてしまう。また、薄いセグメン
トは一層容易に励起し、それ故振動しやすいものであ
る。
ュラウドの内部に偏倚され、ブレード外側空気シールと
このシールに隣接するシュラウド側の金物部分との間の
適当な密封を保証すると共に、有害な振動を防止する。
振動は、ブレード外側空気シールセグメントを早期に摩
耗させるものである。幾つかの従来のシュラウドは、リ
ングを用いて、複数のブレード外側空気シールセグメン
トを全体としてシュラウドの外周まわりに偏倚してい
る。しかしながら、この解決法は、複数のブレード外側
空気シールセグメントがそれらの公差の範囲で寸法が変
化する難点がある。そして、もし、シュラウドの組立体
において、幾つかの“厚い”セグメントが“薄い”セグ
メントに隣接して設けられた場合には、リングの偏倚力
は、厚いセグメントに加えられると全く同じようには、
薄いセグメントに加えられない。その結果、薄いセグメ
ントとリングとの間には空間が生じ、好ましくない抽出
空気漏洩通路が形成されてしまう。また、薄いセグメン
トは一層容易に励起し、それ故振動しやすいものであ
る。
【０００６】このようなセグメント幅の公差範囲により
生じる漏洩及び振動の問題は、単一の機械加工表面を作
るようにすべてのセグメントをひとつの組立体として一
緒に機械加工することにより解決することができる。し
かしながら、ブレード外側空気シールをひとつの組立体
として機械加工することは、困難でかつ費用のかかる仕
事である。また、もしひとつ又はそれ以上の“機械加
工”ブレード外側空気シールセグメントを後で交換する
ことが必要となったときには、一層特注の機械加工とな
るであろう。したがって、冷却のために最小の抽出空気
を用いると共に耐久性があり、かつ容易に機械加工され
ると共に容易に交換可能な部品を用いるロータ組立体用
シュラウドが要望されている。
生じる漏洩及び振動の問題は、単一の機械加工表面を作
るようにすべてのセグメントをひとつの組立体として一
緒に機械加工することにより解決することができる。し
かしながら、ブレード外側空気シールをひとつの組立体
として機械加工することは、困難でかつ費用のかかる仕
事である。また、もしひとつ又はそれ以上の“機械加
工”ブレード外側空気シールセグメントを後で交換する
ことが必要となったときには、一層特注の機械加工とな
るであろう。したがって、冷却のために最小の抽出空気
を用いると共に耐久性があり、かつ容易に機械加工され
ると共に容易に交換可能な部品を用いるロータ組立体用
シュラウドが要望されている。
【０００７】
【発明の開示】本発明は、このような要望に応じてなさ
れたものである。したがって、本発明の目的は、適当な
冷却装置を包含するロータ組立体用シュラウドを提供す
ることにある。
れたものである。したがって、本発明の目的は、適当な
冷却装置を包含するロータ組立体用シュラウドを提供す
ることにある。
【０００８】本発明の他の目的は、シュラウドからの抽
出空気の漏洩を最小にするロータ組立体用シュラウドを
提供することにある。
出空気の漏洩を最小にするロータ組立体用シュラウドを
提供することにある。
【０００９】本発明の更に他の目的は、少しも感知され
るほどに振動することはないブレード外側空気シールを
有するロータ組立体用シュラウドを提供することにあ
る。
るほどに振動することはないブレード外側空気シールを
有するロータ組立体用シュラウドを提供することにあ
る。
【００１０】本発明の更に他の目的は、最適な熱伝達が
行われる、それ故最小の冷却空気が必要とされるロータ
組立体用シュラウドを提供することにある。
行われる、それ故最小の冷却空気が必要とされるロータ
組立体用シュラウドを提供することにある。
【００１１】本発明の更に他の目的は、容易に機械加工
をされて組立てられるロータ組立体用シュラウドを提供
することにある。
をされて組立てられるロータ組立体用シュラウドを提供
することにある。
【００１２】本発明の更に他の目的は、容易に交換可能
であるブレード外側空気シールを有するロータ組立体用
シュラウドを提供することにある。
であるブレード外側空気シールを有するロータ組立体用
シュラウドを提供することにある。
【００１３】以上述べた目的を達成するために、本発明
によれば、ロータ組立体用シュラウドは、取付けリング
と、後方シールリングと、前方シールリングと、ブレー
ド外側空気シールとを包含する。取付けリングは、ロー
タ組立体を囲繞するケーシング内に固定され、かつ第１
の取付け装置を包含する。ブレード外側空気シールは、
複数の本体セグメントを包含する。各本体セグメント
は、第１の面と、第２の面と、これらの面間に設けられ
て冷却空気を受入れる通路と、第２の取付け装置と、各
本体セグメントを偏倚して後方シールリングに接触させ
る柱とを包含する。第１及び第２の取付け装置は、協同
してブレード外側空気シールをロータ組立体に非常に接
近して懸架する。
によれば、ロータ組立体用シュラウドは、取付けリング
と、後方シールリングと、前方シールリングと、ブレー
ド外側空気シールとを包含する。取付けリングは、ロー
タ組立体を囲繞するケーシング内に固定され、かつ第１
の取付け装置を包含する。ブレード外側空気シールは、
複数の本体セグメントを包含する。各本体セグメント
は、第１の面と、第２の面と、これらの面間に設けられ
て冷却空気を受入れる通路と、第２の取付け装置と、各
本体セグメントを偏倚して後方シールリングに接触させ
る柱とを包含する。第１及び第２の取付け装置は、協同
してブレード外側空気シールをロータ組立体に非常に接
近して懸架する。
【００１４】本発明の一態様によれば、ブレード外側空
気シールセグメントの通路内の熱伝達を増大する装置
が、該通路内に設けられている。
気シールセグメントの通路内の熱伝達を増大する装置
が、該通路内に設けられている。
【００１５】本発明の他の態様によれば、ブレード外側
空気シールセグメントの両端は、それぞれ、相互はぎの
一対の組合う半部分を形成する。そして、冷却通路が相
互はぎのこれら一対の組合う半部分の内部に設けられ
て、熱損傷を防止する。
空気シールセグメントの両端は、それぞれ、相互はぎの
一対の組合う半部分を形成する。そして、冷却通路が相
互はぎのこれら一対の組合う半部分の内部に設けられ
て、熱損傷を防止する。
【００１６】以上述べた本発明のひとつの利益は、抽出
空気の漏洩及びブレード外側空気シールセグメントの振
動が最小とされることである。すなわち、各ブレード外
側空気シールセグメントから延出する柱が各セグメント
をそれぞれ独立して後方シールリングに対して偏倚す
る。したがって、振動及びセグメントと後方シールリン
グとの間に形成される隙間は最小とされる。
空気の漏洩及びブレード外側空気シールセグメントの振
動が最小とされることである。すなわち、各ブレード外
側空気シールセグメントから延出する柱が各セグメント
をそれぞれ独立して後方シールリングに対して偏倚す
る。したがって、振動及びセグメントと後方シールリン
グとの間に形成される隙間は最小とされる。
【００１７】本発明の他の利益は、隣接するブレード外
側空気シールセグメント間に形成されている冷却式相互
はぎによって、機械的保護及び耐熱性が増大されること
である。すなわち、相互はぎは、ロータブレードとブレ
ード外側空気シールとが接触する場合には、ブレード外
側空気シールの一体性を維持するのに役立つ。相互はぎ
は、また、隣接するブレード外側空気シールセグメント
間に延びているフェザーシールを保護する。更に、各ブ
レード外側空気シールセグメントの内部の冷却通路は各
相互はぎの内方及び外方の半部分の内部に延びて、熱を
相互はぎから取り去るようにする。
側空気シールセグメント間に形成されている冷却式相互
はぎによって、機械的保護及び耐熱性が増大されること
である。すなわち、相互はぎは、ロータブレードとブレ
ード外側空気シールとが接触する場合には、ブレード外
側空気シールの一体性を維持するのに役立つ。相互はぎ
は、また、隣接するブレード外側空気シールセグメント
間に延びているフェザーシールを保護する。更に、各ブ
レード外側空気シールセグメントの内部の冷却通路は各
相互はぎの内方及び外方の半部分の内部に延びて、熱を
相互はぎから取り去るようにする。
【００１８】本発明の更に他の利益は、シュラウド全
体、特にブレード外側空気シールに必要とされる冷却空
気が最小とされることである。すなわち、各ブレード外
側空気シールセグメントの内部に設けられた熱伝達増大
装置が冷却通路内の熱伝達速度を増大する。したがっ
て、必要な熱伝達量を得るために、より少ない冷却空気
が必要とされるものである。
体、特にブレード外側空気シールに必要とされる冷却空
気が最小とされることである。すなわち、各ブレード外
側空気シールセグメントの内部に設けられた熱伝達増大
装置が冷却通路内の熱伝達速度を増大する。したがっ
て、必要な熱伝達量を得るために、より少ない冷却空気
が必要とされるものである。
【００１９】本発明の更に他の利益は、シュラウドが一
層容易に製作されて、組立てられ、かつ維持されること
である。すなわち、各ブレード外側空気シールセグメン
トをそれぞれ独立して偏倚することにより、セグメント
を一まとめにして機械加工する必要が除去され、それぞ
れ独立する各セグメントの幅の公差範囲をより大きくす
ることができる。また、摩耗したセグメントは後で、特
定のセグメントに適合するように特注の機械加工するこ
となしに、交換することができる。
層容易に製作されて、組立てられ、かつ維持されること
である。すなわち、各ブレード外側空気シールセグメン
トをそれぞれ独立して偏倚することにより、セグメント
を一まとめにして機械加工する必要が除去され、それぞ
れ独立する各セグメントの幅の公差範囲をより大きくす
ることができる。また、摩耗したセグメントは後で、特
定のセグメントに適合するように特注の機械加工するこ
となしに、交換することができる。
【００２０】本発明の以上述べた目的、特徴及び利益は
添付図面を参照して詳述する下記の最良の実施の形態に
ついての説明から一層明らかになるであろう。
添付図面を参照して詳述する下記の最良の実施の形態に
ついての説明から一層明らかになるであろう。
【００２１】
【発明を実施するための最良の形態】図１を参照する
に、シュラウド１０はガスタービンエンジン（図示せ
ず）のタービンのロータ組立体１２とこのロータ組立体
１２を囲繞するケーシング１４との間に設けられてい
る。ロータ組立体１２は、ディスク（図示せず）の外周
まわりに設けられた複数のブレード１６を包含する。各
ブレード１６の外側半径方向表面１８は、チップと呼ば
れている。
に、シュラウド１０はガスタービンエンジン（図示せ
ず）のタービンのロータ組立体１２とこのロータ組立体
１２を囲繞するケーシング１４との間に設けられてい
る。ロータ組立体１２は、ディスク（図示せず）の外周
まわりに設けられた複数のブレード１６を包含する。各
ブレード１６の外側半径方向表面１８は、チップと呼ば
れている。
【００２２】シュラウド１０は、アニュラス２０内に、
ケーシング１４とロータ組立体１２のブレードチップ１
８との間を半径方向にかつ前方ベーン支持体２２と後方
ベーン支持体２４との間を軸方向に延びるようにして設
けられている。シュラウド１０は、取付けリング２６
と、ブレード外側空気シール２８と、後方シールリング
３０と、前方シールリング３２とを包含する。取付けリ
ング２６は、外側半径方向表面３４と、内側半径方向表
面３６とを包含する。外側半径方向表面３４のケーシン
グ１４内への圧入により、取付けリング２６はケーシン
グ１４内に固定される。取付けリング２６は、更に、第
１の取付け装置３８を包含し、この第１の取付け装置３
８は内側半径方向表面３６から延出する複数の“Ｌ”形
フランジ４０を包含する。
ケーシング１４とロータ組立体１２のブレードチップ１
８との間を半径方向にかつ前方ベーン支持体２２と後方
ベーン支持体２４との間を軸方向に延びるようにして設
けられている。シュラウド１０は、取付けリング２６
と、ブレード外側空気シール２８と、後方シールリング
３０と、前方シールリング３２とを包含する。取付けリ
ング２６は、外側半径方向表面３４と、内側半径方向表
面３６とを包含する。外側半径方向表面３４のケーシン
グ１４内への圧入により、取付けリング２６はケーシン
グ１４内に固定される。取付けリング２６は、更に、第
１の取付け装置３８を包含し、この第１の取付け装置３
８は内側半径方向表面３６から延出する複数の“Ｌ”形
フランジ４０を包含する。
【００２３】次に図２〜図４を参照するに、ブレード外
側空気シール２８は互いに接続された複数の本体セグメ
ント４２から形成され、これらの本体セグメント４２は
集合して、ロータ組立体１２の外周まわりに取付けリン
グ２６（図１を参照）によって懸架されたリングを形成
する。各本体セグメント４２は、第１の面４４と、第２
の面４６と、前縁４８と、後縁５０と、第１の周縁５２
と、第２の周縁５４と、複数の通路５６とを包含する。
第１の実施例によれば、通路５６は第２の面４６に固着
された１つ又はそれ以上の板６０によって第２の面４６
に設けられたチャネルから形成され、板６０は該チャネ
ルを閉じて通路５６としている。第２の実施例によれ
ば、通路５６は第１の面４４と第２の面４６との間にお
いてセグメント４２の内部に形成される。第１の周縁５
２及び第２の周縁５４は、それぞれ、相互はぎ５１の一
対の組合う半部分として形成されている（図３を参
照）。通路５６は、これらの相互はぎ半部分５２，５４
の内部に延び、また冷却空気がこれらの相互はぎ半部分
５２，５４を通してセグメント４２の外側に通過するの
を許す孔５５を包含する。各相互はぎ半部分５２，５４
は、隣接する他のセグメント４２の相互はぎ半部分５
４，５２と組合って、相互はぎ５１を形成する。２つの
隣接するセグメント４２間にはフェザーシール５３が延
びて、これらセグメント４２間の漏洩を防止する。
側空気シール２８は互いに接続された複数の本体セグメ
ント４２から形成され、これらの本体セグメント４２は
集合して、ロータ組立体１２の外周まわりに取付けリン
グ２６（図１を参照）によって懸架されたリングを形成
する。各本体セグメント４２は、第１の面４４と、第２
の面４６と、前縁４８と、後縁５０と、第１の周縁５２
と、第２の周縁５４と、複数の通路５６とを包含する。
第１の実施例によれば、通路５６は第２の面４６に固着
された１つ又はそれ以上の板６０によって第２の面４６
に設けられたチャネルから形成され、板６０は該チャネ
ルを閉じて通路５６としている。第２の実施例によれ
ば、通路５６は第１の面４４と第２の面４６との間にお
いてセグメント４２の内部に形成される。第１の周縁５
２及び第２の周縁５４は、それぞれ、相互はぎ５１の一
対の組合う半部分として形成されている（図３を参
照）。通路５６は、これらの相互はぎ半部分５２，５４
の内部に延び、また冷却空気がこれらの相互はぎ半部分
５２，５４を通してセグメント４２の外側に通過するの
を許す孔５５を包含する。各相互はぎ半部分５２，５４
は、隣接する他のセグメント４２の相互はぎ半部分５
４，５２と組合って、相互はぎ５１を形成する。２つの
隣接するセグメント４２間にはフェザーシール５３が延
びて、これらセグメント４２間の漏洩を防止する。
【００２４】再び図１を参照するに、各ブレード外側空
気シールセグメント４２は第２の取付け装置６６を包含
し、この第２の取付け装置６６は各セグメント４２の第
２の面４６から延出する複数の逆“Ｌ”形フランジ６８
を有する。セグメント４２から延出するこれらのフラン
ジ６８は、取付けリング２６から延出するフランジ４０
と協同して、セグメント４２を懸架する。
気シールセグメント４２は第２の取付け装置６６を包含
し、この第２の取付け装置６６は各セグメント４２の第
２の面４６から延出する複数の逆“Ｌ”形フランジ６８
を有する。セグメント４２から延出するこれらのフラン
ジ６８は、取付けリング２６から延出するフランジ４０
と協同して、セグメント４２を懸架する。
【００２５】各ブレード外側空気シールセグメント４２
は、更に、各セグメント４２をシュラウド１０の内部に
偏倚する柱７２を包含する。この柱７２は、セグメント
４２の後縁５０に隣接して、セグメント４２の第２の面
４６から延出する。そして、この柱７２の高さは、いっ
たんシュラウド１０が組立てられると柱７２が取付けリ
ング２６に接触するような高さとされている。
は、更に、各セグメント４２をシュラウド１０の内部に
偏倚する柱７２を包含する。この柱７２は、セグメント
４２の後縁５０に隣接して、セグメント４２の第２の面
４６から延出する。そして、この柱７２の高さは、いっ
たんシュラウド１０が組立てられると柱７２が取付けリ
ング２６に接触するような高さとされている。
【００２６】次に図４を参照するに、通路５６内の熱伝
達を増大する装置７４を通路５６内に設けることができ
る。好適な実施例によれば、この熱伝達増大装置７４は
通路５６内に延びる複数の山形フィン７６を包含する。
これら山形フィン７６の頂部７８は、図４に方向矢印に
よって示されているように、通路５６内の抽出空気の流
れ方向に対して向けられている。
達を増大する装置７４を通路５６内に設けることができ
る。好適な実施例によれば、この熱伝達増大装置７４は
通路５６内に延びる複数の山形フィン７６を包含する。
これら山形フィン７６の頂部７８は、図４に方向矢印に
よって示されているように、通路５６内の抽出空気の流
れ方向に対して向けられている。
【００２７】再び図１を参照するに、前方シールリング
３２及び後方シールリング３０は、それぞれ、ブレード
外側空気シール２８と前方外側ベーン支持体２２及び後
方外側ベーン支持体２４との間をシールするように設け
られているブラシシールである。前方シールリング３２
は、ブレード外側空気シール２８と、取付けリング２６
と、前方外側ベーン支持体２２との間に設けられてい
る。後方シールリング３０は、ブレード外側空気シール
２８と後方外側ベーン支持体２４との間に設けられてい
る。後方外側ベーン支持体２４は後方シールリング３０
をブレード外側空気シール２８に対して偏倚し、これに
より、ブレード外側空気シールセグメント４２の第２の
取付け装置６６を全体として取付けリング２１の第１の
取付け装置３８内に偏倚する。また、各セグメント４２
の第２の面４６から延出する柱７２がそれぞれ独立する
各セグメント４２を後方シールリング３０に対して偏倚
する。
３２及び後方シールリング３０は、それぞれ、ブレード
外側空気シール２８と前方外側ベーン支持体２２及び後
方外側ベーン支持体２４との間をシールするように設け
られているブラシシールである。前方シールリング３２
は、ブレード外側空気シール２８と、取付けリング２６
と、前方外側ベーン支持体２２との間に設けられてい
る。後方シールリング３０は、ブレード外側空気シール
２８と後方外側ベーン支持体２４との間に設けられてい
る。後方外側ベーン支持体２４は後方シールリング３０
をブレード外側空気シール２８に対して偏倚し、これに
より、ブレード外側空気シールセグメント４２の第２の
取付け装置６６を全体として取付けリング２１の第１の
取付け装置３８内に偏倚する。また、各セグメント４２
の第２の面４６から延出する柱７２がそれぞれ独立する
各セグメント４２を後方シールリング３０に対して偏倚
する。
【００２８】エンジンの作動中、中心ガス流れはエンジ
ンを、更に詳細にはタービンのロータ組立体１２を通過
する。その際、中心ガス流れはロータ組立体１２を駆動
し、次いで、ロータ組立体１２が圧縮機（図示せず）を
駆動する。そして、タービンの上流側の上記圧縮機から
抽出されて、温度が中心ガス流れの温度よりも低いと共
に圧力が中心ガス流れの圧力よりも高い空気が、ケーシ
ング１４内を通して流れ、ケーシング１４及びシュラウ
ド１０を冷却する。
ンを、更に詳細にはタービンのロータ組立体１２を通過
する。その際、中心ガス流れはロータ組立体１２を駆動
し、次いで、ロータ組立体１２が圧縮機（図示せず）を
駆動する。そして、タービンの上流側の上記圧縮機から
抽出されて、温度が中心ガス流れの温度よりも低いと共
に圧力が中心ガス流れの圧力よりも高い空気が、ケーシ
ング１４内を通して流れ、ケーシング１４及びシュラウ
ド１０を冷却する。
【００２９】この場合、図３を参照して説明するに、圧
縮機により空気に与えられた仕事の大部分が冷却目的の
ために用いられたときに損失させられるので、冷却目的
のために必要とされる抽出空気の量を最小にすることは
非常に利益があるものである。そして、抽出空気の使用
を最小にするための第１の方法は、抽出空気を有効に使
用することである。本発明によれば、相互はぎ５１（一
対の組合う半部分５２，５４）の内部に延びる冷却通路
５６が、最小量の抽出空気でもって相互はぎを保護する
のに役立つ。また、通路５６内に設けた山形フィン７６
が、同様に、ブレード外側空気シールセグメント４２と
通路５６を通過する抽出空気との間の熱伝達を最大にす
るのに役立つ。
縮機により空気に与えられた仕事の大部分が冷却目的の
ために用いられたときに損失させられるので、冷却目的
のために必要とされる抽出空気の量を最小にすることは
非常に利益があるものである。そして、抽出空気の使用
を最小にするための第１の方法は、抽出空気を有効に使
用することである。本発明によれば、相互はぎ５１（一
対の組合う半部分５２，５４）の内部に延びる冷却通路
５６が、最小量の抽出空気でもって相互はぎを保護する
のに役立つ。また、通路５６内に設けた山形フィン７６
が、同様に、ブレード外側空気シールセグメント４２と
通路５６を通過する抽出空気との間の熱伝達を最大にす
るのに役立つ。
【００３０】また、図１を参照するに、抽出空気の使用
を最小にするための第２の方法は、抽出空気の漏洩を防
止することであり、本発明によれば、これは各ブレード
外側空気シールセグメント４２の第２の面４６から延出
する柱７２によって成し遂げられる。すなわち、複数の
ブレード外側空気シールセグメント４２は、後方シール
リング３０に対して作用する後方外側ベーン支持体２４
によって、取付けリング２６に対して全体として偏倚さ
れる。そして、後縁５０に隣接して、セグメント４２か
ら延出する柱７２が後方外側ベーン支持体２４の荷重に
耐えて、それぞれ独立する各セグメント４２を後方シー
ルリング３０に対して偏倚する。この場合、もし“薄
い”幅のセグメント４２が１つ又はそれ以上の“厚い”
セグメント４２の隣に設けられたときには、柱７２によ
って各セグメント４２に与えられたそれぞれの偏倚力
が、“薄い”セグメント４２が後方シールリング３０に
対して偏倚されることを保証する。その結果、それぞれ
のセグメント４２と後方シールリング３０との間に寸法
公差のために発生する漏洩は最小とされ、また有害な振
動も最小とされる。
を最小にするための第２の方法は、抽出空気の漏洩を防
止することであり、本発明によれば、これは各ブレード
外側空気シールセグメント４２の第２の面４６から延出
する柱７２によって成し遂げられる。すなわち、複数の
ブレード外側空気シールセグメント４２は、後方シール
リング３０に対して作用する後方外側ベーン支持体２４
によって、取付けリング２６に対して全体として偏倚さ
れる。そして、後縁５０に隣接して、セグメント４２か
ら延出する柱７２が後方外側ベーン支持体２４の荷重に
耐えて、それぞれ独立する各セグメント４２を後方シー
ルリング３０に対して偏倚する。この場合、もし“薄
い”幅のセグメント４２が１つ又はそれ以上の“厚い”
セグメント４２の隣に設けられたときには、柱７２によ
って各セグメント４２に与えられたそれぞれの偏倚力
が、“薄い”セグメント４２が後方シールリング３０に
対して偏倚されることを保証する。その結果、それぞれ
のセグメント４２と後方シールリング３０との間に寸法
公差のために発生する漏洩は最小とされ、また有害な振
動も最小とされる。
【００３１】以上本発明をその実施例に関して図示し詳
述してきたけれども、本発明の精神及び範囲を逸脱する
ことなく、その形態及び詳部においてさまざまな変更が
できることは当業者にとって理解されよう。例えば、前
述した最良の形態においては、後方シールリングがブレ
ード外側空気シールリングを偏倚するものとして記載さ
れている。しかしながら、これに代えて、他の表面がブ
レード外側空気シールリングを偏倚するために用いられ
得るものである。
述してきたけれども、本発明の精神及び範囲を逸脱する
ことなく、その形態及び詳部においてさまざまな変更が
できることは当業者にとって理解されよう。例えば、前
述した最良の形態においては、後方シールリングがブレ
ード外側空気シールリングを偏倚するものとして記載さ
れている。しかしながら、これに代えて、他の表面がブ
レード外側空気シールリングを偏倚するために用いられ
得るものである。
【図１】本発明の好適な実施例を示す、ケーシング内に
設けられたロータ組立体用シュラウドの断面図である。
設けられたロータ組立体用シュラウドの断面図である。
【図２】図１中のブレード外側空気シールセグメントの
平面図である。
平面図である。
【図３】上記ブレード外側空気シールセグメントの断面
図である。
図である。
【図４】上記ブレード外側空気シールセグメントの内部
の通路を示す図である。
の通路を示す図である。
１０ シュラウド １２ ロータ組立体 １４ ケーシング １６ ブレード １８ 外側半径方向表面又はブレードチップ ２０ アニュラス ２２ 前方外側ベーン支持体 ２４ 後方外側ベーン支持体 ２６ 取付けリング ２８ ブレード外側空気シール ３０ 後方シールリング ３２ 前方シールリング ３４ 外側半径方向表面 ３６ 内側半径方向表面 ３８ 第１の取付け装置 ４０ “Ｌ”形フランジ ４２ ブレード外側空気シールセグメント又は本体セ
グメント ４４ 第１の面 ４６ 第２の面 ４８ 前縁 ５０ 後縁 ５１ 相互はぎ ５２ 第１の周縁又は相互はぎ半部分 ５３ フェザーシール ５４ 第２の周縁又は相互はぎ半部分 ５５ 孔 ５６ 通路 ６６ 第２の取付け装置 ６８ 逆“Ｌ”形フランジ ７２ 柱 ７４ 熱伝達増大装置 ７６ 山形フィン ７８ 頂部
グメント ４４ 第１の面 ４６ 第２の面 ４８ 前縁 ５０ 後縁 ５１ 相互はぎ ５２ 第１の周縁又は相互はぎ半部分 ５３ フェザーシール ５４ 第２の周縁又は相互はぎ半部分 ５５ 孔 ５６ 通路 ６６ 第２の取付け装置 ６８ 逆“Ｌ”形フランジ ７２ 柱 ７４ 熱伝達増大装置 ７６ 山形フィン ７８ 頂部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダニエル・イー・ケーン アメリカ合衆国コネチカット州06084 ト ーランド市マイル ヒル ロード 92 (72)発明者 ジョセフ・エッチ・エウィング・ジュニア アメリカ合衆国フロリダ州33403 レーク パーク市デート パーム ドライブ 644 (72)発明者 アーサー・ゼー・ヴァン・シューテンダー ル・フォース アメリカ合衆国フロリダ州34997 スチュ アート市サウスウエスト メドウラーク サークル 11546
Claims (10)
- 【請求項１】ロータ組立体用シュラウドにおいて、ケー
シング内に固定されて、第１の取付け装置を有する取付
けリングと、後方シールリングと、ブレード外側空気シ
ールとを包含し、前記ブレード外側空気シールが、各々
第１の面、第２の面及びこれらの面間に設けられて冷却
空気を受入れる複数の通路を有する複数の本体セグメン
トと、これらの各本体セグメントの前記第２の面から延
出し、前記第１の取付け装置と協同して前記取付けリン
グから前記ブレード外側空気シールを懸架する第２の取
付け装置と、前記本体セグメントの各々の前記第２の面
から延出し、これらの各本体セグメントを偏倚して前記
後方シールリングに接触させる柱とを包含することを特
徴とするロータ組立体用シュラウド。 - 【請求項２】更に、前記通路内の熱伝達を増大する装置
を包含してなる請求項１記載のロータ組立体用シュラウ
ド。 - 【請求項３】前記通路内の熱伝達を増大する前記装置が
前記通路内に設けられた複数の山形フィンを包含してな
る請求項２記載のロータ組立体用シュラウド。 - 【請求項４】前記本体セグメントの各々が、更に、相互
はぎの一対の組合う半部分の一方として形成された第１
の縁と、この第１の縁と反対側に前記相互はぎの一対の
組合う半部分の他方として形成された第２の縁とを包含
し、第１の前記本体セグメントの前記第１の縁が第２の
前記本体セグメントの前記第２の縁と組合って、これら
の両本体セグメントを結合するようにしてなる請求項３
記載のロータ組立体用シュラウド。 - 【請求項５】前記本体セグメントの各々が、更に、前記
相互はぎの一対の組合う半部分の内部に延びる通路を包
含し、これらの通路が冷却空気を前記相互はぎの一対の
組合う半部分の内部に流すようにしてなる請求項４記載
のロータ組立体用シュラウド。 - 【請求項６】ロータ組立体用シュラウド用のブレード外
側空気シールにおいて、各々第１の面、第２の面及びこ
れらの面間に設けられて冷却空気を受入れる複数の通路
を有する複数の本体セグメントと、これらの各本体セグ
メントの前記第２の面から延出して各本体セグメントを
シュラウド内に懸架する装置と、前記本体セグメントの
各々の前記第２の面から延出して各本体セグメントを前
記シュラウドの内部に偏倚する装置と、前記通路内の熱
伝達を増大する装置とを包含することを特徴とするブレ
ード外側空気シール。 - 【請求項７】前記本体セグメントの各々が、更に、相互
はぎの一対の組合う半部分の一方として形成された第１
の縁と、この第１の縁と反対側に前記相互はぎの一対の
組合う半部分の他方として形成された第２の縁とを包含
し、第１の前記本体セグメントの前記第１の縁が第２の
前記本体セグメントの前記第２の縁と組合って、これら
の両本体セグメントを結合するようにしてなる請求項６
記載のブレード外側空気シール。 - 【請求項８】前記本体セグメントの各々を前記シュラウ
ドの内部に偏倚する前記装置が、前記本体セグメントの
前記第２の面から延出して前記シュラウドに係合する柱
を包含し、前記シュラウド内の前記ブレード外側空気シ
ールの組立体が前記柱をそらせ、これにより前記本体セ
グメントを前記シュラウドの内部に偏倚するようにして
なる請求項７記載のブレード外側空気シール。 - 【請求項９】前記通路内の熱伝達を増大する前記装置が
前記通路内に延びる複数の山形フィンを包含してなる請
求項８記載のブレード外側空気シール。 - 【請求項１０】前記本体セグメントの各々を懸架する前
記装置が、前記第２の面側から延出する複数の第１のフ
ランジと、前記第２の面側から延出する第２のフランジ
とを包含し、これら第１及び第２のフランジが前記第２
の面側と共に横向き“Ｕ”形を形成してなる請求項９記
載のブレード外側空気シール。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/561,767 US5609469A (en) | 1995-11-22 | 1995-11-22 | Rotor assembly shroud |
| US08/561,767 | 1995-11-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09151705A true JPH09151705A (ja) | 1997-06-10 |
Family
ID=24243371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8322181A Pending JPH09151705A (ja) | 1995-11-22 | 1996-11-19 | ロータ組立体用シュラウド |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5609469A (ja) |
| EP (1) | EP0775805B1 (ja) |
| JP (1) | JPH09151705A (ja) |
| KR (1) | KR100379728B1 (ja) |
| DE (1) | DE69623574T2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2007270836A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Snecma | タービンエンジンのタービンホイールの周囲へのリングセクタの固定装置 |
| JP2021525329A (ja) * | 2018-05-31 | 2021-09-24 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | ガスタービンエンジン用のシュラウドおよびシール |
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|---|---|---|---|---|
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| FR2800797B1 (fr) * | 1999-11-10 | 2001-12-07 | Snecma | Assemblage d'un anneau bordant une turbine a la structure de turbine |
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