JPH09303107A - ガスタービン動翼のシール装置 - Google Patents
ガスタービン動翼のシール装置Info
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- JPH09303107A JPH09303107A JP8118048A JP11804896A JPH09303107A JP H09303107 A JPH09303107 A JP H09303107A JP 8118048 A JP8118048 A JP 8118048A JP 11804896 A JP11804896 A JP 11804896A JP H09303107 A JPH09303107 A JP H09303107A
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- gas turbine
- seal
- shank
- sealing device
- turbine rotor
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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
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/22—Blade-to-blade connections, e.g. for damping vibrations
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】タービン動翼のシール溝に収容されるシール部
材を、タービン動翼の振動に追従できる構成とすること
によりシール効果および制振効果を高めたガスタービン
動翼のシール装置を提供する。 【解決手段】翼有効部３２、シャンク３４、植込部３５
を一体形成したタービン動翼２５を、タービン軸２８の
周方向に沿って環状列に植設し、上記シャンク３４の側
面に削成したシール溝３９にシール部材を装着したガス
タービン動翼のシール装置において、上記シール部材
は、芯金４１を備えた筒ばね４０に形成した。
材を、タービン動翼の振動に追従できる構成とすること
によりシール効果および制振効果を高めたガスタービン
動翼のシール装置を提供する。 【解決手段】翼有効部３２、シャンク３４、植込部３５
を一体形成したタービン動翼２５を、タービン軸２８の
周方向に沿って環状列に植設し、上記シャンク３４の側
面に削成したシール溝３９にシール部材を装着したガス
タービン動翼のシール装置において、上記シール部材
は、芯金４１を備えた筒ばね４０に形成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービン動翼
のシール装置に係り、特にタービン動翼の振動に追従さ
せてシール効果の向上を図ったガスタービン動翼のシー
ル装置に関する。
のシール装置に係り、特にタービン動翼の振動に追従さ
せてシール効果の向上を図ったガスタービン動翼のシー
ル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、発電プラントに適用されるガスタ
ービンプラントは、図１０に示すように、ケーシング１
内に圧縮機軸２とタービン軸３とを同軸に収容し、圧縮
機軸２に空気８の流れに沿って圧縮機静翼４、圧縮機動
翼５からなる圧縮機段落を軸流列に備える一方、タービ
ン軸３に燃焼ガス９の流れに沿ってタービン静翼６、タ
ービン動翼７からなるタービン段落を軸流列に備えてい
る。
ービンプラントは、図１０に示すように、ケーシング１
内に圧縮機軸２とタービン軸３とを同軸に収容し、圧縮
機軸２に空気８の流れに沿って圧縮機静翼４、圧縮機動
翼５からなる圧縮機段落を軸流列に備える一方、タービ
ン軸３に燃焼ガス９の流れに沿ってタービン静翼６、タ
ービン動翼７からなるタービン段落を軸流列に備えてい
る。
【０００３】また、圧縮機軸２とタービン軸３との間に
は、複数台の燃焼器１０が周方向に間隔を置いて設けら
れており、複数台の燃焼器１０は、圧縮機から供給され
た高圧空気に燃料を投入して燃焼せしめ、その燃焼ガス
９を尾筒１１を経てガスタービンに案内し、タービン段
落を通る間に膨張仕事をさせ発電機（図示せず）の駆動
力を発生させるようになっている。
は、複数台の燃焼器１０が周方向に間隔を置いて設けら
れており、複数台の燃焼器１０は、圧縮機から供給され
た高圧空気に燃料を投入して燃焼せしめ、その燃焼ガス
９を尾筒１１を経てガスタービンに案内し、タービン段
落を通る間に膨張仕事をさせ発電機（図示せず）の駆動
力を発生させるようになっている。
【０００４】ガスタービンのタービン段落は、図１１に
示すように、ケーシング１に係合保持される外輪１２、
内輪１３を備えたタービン静翼６と、タービン軸３のデ
ィスク１４に植設されたタービン動翼７とを備えてお
り、タービン静翼６、タービン動翼７ともにタービン軸
３の周方向に環状列に形成されている。
示すように、ケーシング１に係合保持される外輪１２、
内輪１３を備えたタービン静翼６と、タービン軸３のデ
ィスク１４に植設されたタービン動翼７とを備えてお
り、タービン静翼６、タービン動翼７ともにタービン軸
３の周方向に環状列に形成されている。
【０００５】また、タービン動翼７は、プラットフォー
ム１８を境に、翼有効部１５（タービン静翼６から噴出
する燃焼ガス９の速度エネルギを回転動力に変える部
位）、シャンク１６、植込部１７とにそれぞれ区分けさ
れ、シャンク１６にフランジ１９およびシールピン２０
としてのシール部材を設け、圧縮機から供給される冷却
用高圧空気のシールを図っている。
ム１８を境に、翼有効部１５（タービン静翼６から噴出
する燃焼ガス９の速度エネルギを回転動力に変える部
位）、シャンク１６、植込部１７とにそれぞれ区分けさ
れ、シャンク１６にフランジ１９およびシールピン２０
としてのシール部材を設け、圧縮機から供給される冷却
用高圧空気のシールを図っている。
【０００６】シール部材としてのシールピン２０を収容
するシャンク１６は、図１２に示すように、プラットフ
ォーム１８側に半円筒状（半円形状）のシール溝２１を
削成し、シール溝２１に収容されたシールピン２０によ
り隣接するシャンク１６，１６相互間を流れる冷却用高
圧空気を断つとともに、タービン動翼７の振動を、シー
ルピン２０とシール溝２１との摩擦力を利用して低く抑
えていた。
するシャンク１６は、図１２に示すように、プラットフ
ォーム１８側に半円筒状（半円形状）のシール溝２１を
削成し、シール溝２１に収容されたシールピン２０によ
り隣接するシャンク１６，１６相互間を流れる冷却用高
圧空気を断つとともに、タービン動翼７の振動を、シー
ルピン２０とシール溝２１との摩擦力を利用して低く抑
えていた。
【０００７】また、他の従来例としてのシール部材は、
図１３に示すように、隣接するシャンク１６，１６相互
間に三角柱状のシール片２２を介装させ、シール片２２
の面接触による摩擦力を利用してタービン動翼７の振動
を低く抑える一方、面接触によるシール効果を利用して
冷却用高圧空気の翼有効部１５側への流れを断ってい
た。
図１３に示すように、隣接するシャンク１６，１６相互
間に三角柱状のシール片２２を介装させ、シール片２２
の面接触による摩擦力を利用してタービン動翼７の振動
を低く抑える一方、面接触によるシール効果を利用して
冷却用高圧空気の翼有効部１５側への流れを断ってい
た。
【０００８】このように、従来のガスタービン動翼のシ
ール装置では、シールピン２０またはシール片２１を用
いた簡易なシール手段により振動の低減および冷却用高
圧空気のシール漏れを防いでいた。
ール装置では、シールピン２０またはシール片２１を用
いた簡易なシール手段により振動の低減および冷却用高
圧空気のシール漏れを防いでいた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のシー
ル手段では、シールピン２０と言い、シール片２１と言
い、ともにシール溝２１の面接触による摩擦力を利用
し、振動の低減および冷却用高圧空気のシール漏れ防止
を図っていたが、タービン動翼７に比較的大きな振動が
発生すると、シャンク１６の変動にシール部材が追従で
きず、今迄の面接触から点接触に変り、このためタービ
ン動翼７の制振効果が薄れ、またシール効果も半減する
問題点があった。
ル手段では、シールピン２０と言い、シール片２１と言
い、ともにシール溝２１の面接触による摩擦力を利用
し、振動の低減および冷却用高圧空気のシール漏れ防止
を図っていたが、タービン動翼７に比較的大きな振動が
発生すると、シャンク１６の変動にシール部材が追従で
きず、今迄の面接触から点接触に変り、このためタービ
ン動翼７の制振効果が薄れ、またシール効果も半減する
問題点があった。
【００１０】最近のガスタービンプラントは、出力増加
に伴って燃焼ガス９が高温化され、高温の燃焼ガス９の
熱にさらされるシャンク１６や植込部１７の冷却用高圧
空気による保護の重要性が増しており、冷却用高圧空気
のシール漏れがあると、翼有効部１５を通過する燃焼ガ
ス９に乱れを与えて翼効率を低下させるおそれがある。
また、燃焼ガス９の高温化に伴って翼有効部１５が受け
る熱衝撃も高くなっており、シール溝２１に対するシー
ル部材の摩擦力の活用を充分に図っておかないと、翼有
効部１５の振動が激しくなり、危険状態になるおそれが
ある。
に伴って燃焼ガス９が高温化され、高温の燃焼ガス９の
熱にさらされるシャンク１６や植込部１７の冷却用高圧
空気による保護の重要性が増しており、冷却用高圧空気
のシール漏れがあると、翼有効部１５を通過する燃焼ガ
ス９に乱れを与えて翼効率を低下させるおそれがある。
また、燃焼ガス９の高温化に伴って翼有効部１５が受け
る熱衝撃も高くなっており、シール溝２１に対するシー
ル部材の摩擦力の活用を充分に図っておかないと、翼有
効部１５の振動が激しくなり、危険状態になるおそれが
ある。
【００１１】したがって、シール部材は、翼有効部１５
の制振効果を高めることと相まって冷却高圧空気のシー
ル漏れ防止を確実に図ることが必要である。
の制振効果を高めることと相まって冷却高圧空気のシー
ル漏れ防止を確実に図ることが必要である。
【００１２】本発明は、このような事情に照してなされ
たもので、シール部材をタービン動翼の振動に追従でき
る構造とすることにより制振効果を高めるとともにシー
ル効果を確実に高めるガスタービン動翼のシール装置を
提供することを目的とする。
たもので、シール部材をタービン動翼の振動に追従でき
る構造とすることにより制振効果を高めるとともにシー
ル効果を確実に高めるガスタービン動翼のシール装置を
提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明に係るガスタービ
ン動翼のシール装置は、上記目的を達成するために、請
求項１に記載したように、翼有効部、シャンク、植込部
を一体形成したタービン動翼を、タービン軸の周方向に
沿って環状列に植設し、上記シャンクの側面に削成した
シール溝にシール部材を装着したガスタービン動翼のシ
ール装置において、上記シール部材は筒ばねに形成し、
筒ばね内に芯金を装着したことを特徴とする。
ン動翼のシール装置は、上記目的を達成するために、請
求項１に記載したように、翼有効部、シャンク、植込部
を一体形成したタービン動翼を、タービン軸の周方向に
沿って環状列に植設し、上記シャンクの側面に削成した
シール溝にシール部材を装着したガスタービン動翼のシ
ール装置において、上記シール部材は筒ばねに形成し、
筒ばね内に芯金を装着したことを特徴とする。
【００１４】本発明に係るガスタービン動翼のシール装
置は、上記目的を達成するために、請求項２に記載した
ように、筒ばねは、断面が扁平楕円形状あるいは変形長
円形状のいずれかであることを特徴とする。
置は、上記目的を達成するために、請求項２に記載した
ように、筒ばねは、断面が扁平楕円形状あるいは変形長
円形状のいずれかであることを特徴とする。
【００１５】本発明に係るガスタービン動翼のシール装
置は、上記目的を達成するために、請求項３に記載した
ように、断面が扁平楕円形状あるいは変形長円形状のい
ずれかである筒ばねは、中央で折り曲げられた山形形状
あるいは逆山形形状に形成したことを特徴とする。
置は、上記目的を達成するために、請求項３に記載した
ように、断面が扁平楕円形状あるいは変形長円形状のい
ずれかである筒ばねは、中央で折り曲げられた山形形状
あるいは逆山形形状に形成したことを特徴とする。
【００１６】本発明に係るガスタービン動翼のシール装
置は、上記目的を達成するために、請求項４に記載した
ように、筒ばねに装着された芯金は、折り曲げられた山
形形状あるいは逆山形形状の筒ばねの長辺斜面側に当接
する面を無拘束にするとともに、その短辺斜面側に当接
する面に溶着部を設けたことを特徴とする。
置は、上記目的を達成するために、請求項４に記載した
ように、筒ばねに装着された芯金は、折り曲げられた山
形形状あるいは逆山形形状の筒ばねの長辺斜面側に当接
する面を無拘束にするとともに、その短辺斜面側に当接
する面に溶着部を設けたことを特徴とする。
【００１７】本発明に係るガスタービン動翼のシール装
置は、上記目的を達成するために、請求項５に記載した
ように、山形形状あるいは逆山形形状に折り曲げられた
筒ばねを収容するシール溝は、上記山形形状あるいは逆
山形形状の筒ばねの長辺斜面側が摺動する壁面を長く形
成した凹陥部であることを特徴する。
置は、上記目的を達成するために、請求項５に記載した
ように、山形形状あるいは逆山形形状に折り曲げられた
筒ばねを収容するシール溝は、上記山形形状あるいは逆
山形形状の筒ばねの長辺斜面側が摺動する壁面を長く形
成した凹陥部であることを特徴する。
【００１８】本発明に係るガスタービン動翼のシール装
置は、上記目的を達成するために、請求項６に記載した
ように、凹陥部は、三角形形状あるいは逆三角形形状い
ずれかであることを特徴とする。
置は、上記目的を達成するために、請求項６に記載した
ように、凹陥部は、三角形形状あるいは逆三角形形状い
ずれかであることを特徴とする。
【００１９】本発明に係るガスタービン動翼のシール装
置は、上記目的を達成するために、請求項７に記載した
ように、翼有効部、シャンク、植込部を一体形成したタ
ービン動翼を、タービン軸の周方向に沿って環状列に植
設し、上記シャンクの側面に削成したシール溝にシール
部材を装着したガスタービン動翼のシール装置におい
て、上記シール部材は板ばねに形成し、板ばねの両端に
芯金を設けたことを特徴とする。
置は、上記目的を達成するために、請求項７に記載した
ように、翼有効部、シャンク、植込部を一体形成したタ
ービン動翼を、タービン軸の周方向に沿って環状列に植
設し、上記シャンクの側面に削成したシール溝にシール
部材を装着したガスタービン動翼のシール装置におい
て、上記シール部材は板ばねに形成し、板ばねの両端に
芯金を設けたことを特徴とする。
【００２０】本発明に係るガスタービン動翼のシール装
置は、上記目的を達成するために、請求項８に記載した
ように、板ばねの両端に設けた芯金は、一方の芯金に対
し、他方の芯金を相対的に太径にしたことを特徴とす
る。
置は、上記目的を達成するために、請求項８に記載した
ように、板ばねの両端に設けた芯金は、一方の芯金に対
し、他方の芯金を相対的に太径にしたことを特徴とす
る。
【００２１】本発明に係るガスタービン動翼のシール装
置は、上記目的を達成するために、請求項９に記載した
ように、両端に芯金を備えた板ばねを収容するシール溝
は、細径芯金側の板ばねが摺動する壁面を長辺にする第
１凹陥部に形成するとともに、太径芯金側の板ばねが摺
動する壁面を、蒸気第１凹陥部の壁面よりも相対的に長
くする第２凹陥部に形成したことを特徴とする。
置は、上記目的を達成するために、請求項９に記載した
ように、両端に芯金を備えた板ばねを収容するシール溝
は、細径芯金側の板ばねが摺動する壁面を長辺にする第
１凹陥部に形成するとともに、太径芯金側の板ばねが摺
動する壁面を、蒸気第１凹陥部の壁面よりも相対的に長
くする第２凹陥部に形成したことを特徴とする。
【００２２】本発明に係るガスタービン動翼のシール装
置は、上記目的を達成するために、請求項１０に記載し
たように、第１凹陥部は三角形形状に形成する一方、第
２凹陥部は矩形形状に形成したことを特徴とする。
置は、上記目的を達成するために、請求項１０に記載し
たように、第１凹陥部は三角形形状に形成する一方、第
２凹陥部は矩形形状に形成したことを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るガスタービン
動翼のシール装置の実施形態について添付図を参照して
説明する。
動翼のシール装置の実施形態について添付図を参照して
説明する。
【００２４】図１は、本発明に係るガスタービン動翼の
シール装置を適用したガスタービンの一部切欠き概略断
面図である。
シール装置を適用したガスタービンの一部切欠き概略断
面図である。
【００２５】ガスタービンは、ケーシング２３内にター
ビン静翼２４、タービン動翼２５からなる段落２６を収
容した例が代表的に示されている。段落２６は燃焼ガス
２７の流れに沿って複数、例えば３段落が軸流列に設け
られている。
ビン静翼２４、タービン動翼２５からなる段落２６を収
容した例が代表的に示されている。段落２６は燃焼ガス
２７の流れに沿って複数、例えば３段落が軸流列に設け
られている。
【００２６】段落２６の一部を構成するタービン静翼２
４は、両端に外輪２９、内輪３０を備える構成になって
おり、その外輪２９をケーシング１に係合保持する一
方、その内輪３０を冷却通路壁３１に係着保持してター
ビン軸２８の周方向に環状に配列されている。
４は、両端に外輪２９、内輪３０を備える構成になって
おり、その外輪２９をケーシング１に係合保持する一
方、その内輪３０を冷却通路壁３１に係着保持してター
ビン軸２８の周方向に環状に配列されている。
【００２７】また、タービン動翼２５は、一体形成され
た翼有効部３２、プラットフォーム３３、シャンク３
４、植込部３５を備える構成になっており、その植込部
３５をタービン軸３８のディスク３６に植設してタービ
ン軸２８の周方向に環状に配列されている。
た翼有効部３２、プラットフォーム３３、シャンク３
４、植込部３５を備える構成になっており、その植込部
３５をタービン軸３８のディスク３６に植設してタービ
ン軸２８の周方向に環状に配列されている。
【００２８】一方、シャンク３４には、フランジ３８お
よびシール溝３９が設けられ、これらフランジ３８およ
びシール溝３９により圧縮機から供給され、シャンク３
４および植込部３５を冷却した後の冷却用高圧空気３７
のシール漏れを防いでいる。
よびシール溝３９が設けられ、これらフランジ３８およ
びシール溝３９により圧縮機から供給され、シャンク３
４および植込部３５を冷却した後の冷却用高圧空気３７
のシール漏れを防いでいる。
【００２９】シャンク３４のプラットフォーム３３側に
削成されたシール溝３９には、図２に示すように、シー
ル部材として弾性変形可能な筒ばね４０が装着されてい
る。この筒ばね４０は、断面が扁平楕円状あるいは変形
長円状の長筒４２に形成されており、長筒４２内に軸方
向に延びる芯金４１を設けることによりその剛性を高め
ている。
削成されたシール溝３９には、図２に示すように、シー
ル部材として弾性変形可能な筒ばね４０が装着されてい
る。この筒ばね４０は、断面が扁平楕円状あるいは変形
長円状の長筒４２に形成されており、長筒４２内に軸方
向に延びる芯金４１を設けることによりその剛性を高め
ている。
【００３０】次に作用を説明する。
【００３１】燃焼ガス２７が段落２６を通過して膨張仕
事をする際、タービン動翼２５は、タービン静翼２４か
ら噴出する燃焼ガス２７の速度エネルギを受けて回転
し、この回転によりタービン軸２８に回転動力を与えて
いる。このとき、タービン動翼２５の翼有効部３２に
は、燃焼ガス２７の熱衝撃や流れの乱れ等の影響を受け
て振動が発生する。翼有効部３２の振動に対し、筒ばね
４０は、芯金４１を支点に弾性変形し、この弾性変形に
より長筒４２の周壁面４３がシール溝３９に面接触の状
態で摺動する。摺動の際、筒ばね４０は、外周面４３の
全域にわたってシール溝３９に対し弾性変形の面接触に
よる摩擦力が発生するので、面接触状態を長く保つこと
ができる。
事をする際、タービン動翼２５は、タービン静翼２４か
ら噴出する燃焼ガス２７の速度エネルギを受けて回転
し、この回転によりタービン軸２８に回転動力を与えて
いる。このとき、タービン動翼２５の翼有効部３２に
は、燃焼ガス２７の熱衝撃や流れの乱れ等の影響を受け
て振動が発生する。翼有効部３２の振動に対し、筒ばね
４０は、芯金４１を支点に弾性変形し、この弾性変形に
より長筒４２の周壁面４３がシール溝３９に面接触の状
態で摺動する。摺動の際、筒ばね４０は、外周面４３の
全域にわたってシール溝３９に対し弾性変形の面接触に
よる摩擦力が発生するので、面接触状態を長く保つこと
ができる。
【００３２】したがって、本実施形態では、翼有効部３
２の振動に際し、筒ばね４０の周壁面４３をシール溝３
９に対し面接触状態を長く保ったまま摺動させているの
で、振動を低く抑えることができ、従来以上にシール効
果を高めることができる。
２の振動に際し、筒ばね４０の周壁面４３をシール溝３
９に対し面接触状態を長く保ったまま摺動させているの
で、振動を低く抑えることができ、従来以上にシール効
果を高めることができる。
【００３３】図３は、本発明に係るガスタービン動翼の
シール装置の第１実施例を示す概略分解斜視図である。
なお、図２に示す実施形態の構成部品と同一部分には同
一符号を付す。
シール装置の第１実施例を示す概略分解斜視図である。
なお、図２に示す実施形態の構成部品と同一部分には同
一符号を付す。
【００３４】本実施例は、筒ばね４０を中央から折り曲
げて斜面４４を備えた山形形状にしたものである。この
筒ばね４０は、断面が扁平楕円状あるいは変形長円状の
長筒４２に形成されており、長筒４２内に軸方向に延び
る芯金４１を設ける一方、中央から折り曲げて長辺斜面
４５、短辺斜面４６からなる斜面４４を備えた形状にな
っている。また、芯金４１には、当接する筒ばね４０の
斜面４４のうち、短辺斜面４６側に溶着部４７を設けて
固定する一方、長辺斜面４５側を無拘束にして筒ばね４
０の弾性変形を可能にしてある。
げて斜面４４を備えた山形形状にしたものである。この
筒ばね４０は、断面が扁平楕円状あるいは変形長円状の
長筒４２に形成されており、長筒４２内に軸方向に延び
る芯金４１を設ける一方、中央から折り曲げて長辺斜面
４５、短辺斜面４６からなる斜面４４を備えた形状にな
っている。また、芯金４１には、当接する筒ばね４０の
斜面４４のうち、短辺斜面４６側に溶着部４７を設けて
固定する一方、長辺斜面４５側を無拘束にして筒ばね４
０の弾性変形を可能にしてある。
【００３５】また、図４に示されているように、筒ばね
４０を収容するシール溝３９は、筒ばね４０の長辺斜面
４５側に沿って長く延びる壁面４８を備え、また筒ばね
４０の短辺斜面４６側を相対的に短くした壁面４９を備
えた凹陥部５０に形成されており、具体的には、三角形
形状である。
４０を収容するシール溝３９は、筒ばね４０の長辺斜面
４５側に沿って長く延びる壁面４８を備え、また筒ばね
４０の短辺斜面４６側を相対的に短くした壁面４９を備
えた凹陥部５０に形成されており、具体的には、三角形
形状である。
【００３６】次に作用を説明する。
【００３７】翼有効部３２の振動により、シャンク３４
が、例えば図５に示すように、実線の状態に変動する
と、当初、破線の状態に収容されていた筒ばね４０の短
辺斜面４６は、シャンク３４の変動に追従し、溶着部４
７を基点に図示の実線の状態に弾性変形する。この間、
筒ばね４０の長辺斜面４５は、芯金４１の当接面Ｓに対
し面接触を保ちつつ、弾性変形をしながら摺動する。
が、例えば図５に示すように、実線の状態に変動する
と、当初、破線の状態に収容されていた筒ばね４０の短
辺斜面４６は、シャンク３４の変動に追従し、溶着部４
７を基点に図示の実線の状態に弾性変形する。この間、
筒ばね４０の長辺斜面４５は、芯金４１の当接面Ｓに対
し面接触を保ちつつ、弾性変形をしながら摺動する。
【００３８】さらに、シャンク３４に強い振動が加えら
れると、筒ばね４０の長辺斜面４５は、凹陥部５０の壁
面４８に対し、その全域にわたって弾性変形による面接
触を保ちつつ、摺動する。
れると、筒ばね４０の長辺斜面４５は、凹陥部５０の壁
面４８に対し、その全域にわたって弾性変形による面接
触を保ちつつ、摺動する。
【００３９】このように、本実施例では、筒ばね４０を
芯金４１の当接面Ｓに対し弾性変形による面接触を保ち
つつ摺動させ、また、筒ばね４０の長辺斜面４５を凹陥
部５０の壁面４８に対し、弾性変形による面接触を保ち
つつ、摺動させる２重の摩擦力が利用できるようになっ
ているので、冷却用高圧空気３７のシール漏れを確実に
防止することができ、また制振効果を従来以上に高める
ことができる。
芯金４１の当接面Ｓに対し弾性変形による面接触を保ち
つつ摺動させ、また、筒ばね４０の長辺斜面４５を凹陥
部５０の壁面４８に対し、弾性変形による面接触を保ち
つつ、摺動させる２重の摩擦力が利用できるようになっ
ているので、冷却用高圧空気３７のシール漏れを確実に
防止することができ、また制振効果を従来以上に高める
ことができる。
【００４０】なお、本実施例は、長辺斜面４５、短辺斜
面４６を備えた山形形状の筒ばね４０を適用したが、山
形形状の筒ばね４０のほかに、例えば逆山形形状の筒ば
ねや多角形状の筒ばね等種々の形状のものの適用が可能
である。特に、シャンク３４の構成を考慮すると逆山形
形状の筒ばねが適用しやすい。
面４６を備えた山形形状の筒ばね４０を適用したが、山
形形状の筒ばね４０のほかに、例えば逆山形形状の筒ば
ねや多角形状の筒ばね等種々の形状のものの適用が可能
である。特に、シャンク３４の構成を考慮すると逆山形
形状の筒ばねが適用しやすい。
【００４１】図６は、本発明に係るガスタービン動翼の
シール装置の第２実施形態を示す一部切欠き概略分解斜
視図である。なお図２に示す実施形態の構成部品と同一
部分には同一符号を付す。
シール装置の第２実施形態を示す一部切欠き概略分解斜
視図である。なお図２に示す実施形態の構成部品と同一
部分には同一符号を付す。
【００４２】本実施形態は、シール部材として板ばね５
１を適用したものである。この板ばね５１は幅広の帯状
に形成される。幅広の帯状に形成される板ばね５１は、
図７に示すように、一端に幅広方向に沿って延びる比較
的細径の細径芯金５２と、他端に幅広方向に沿って延び
る相対的に太径の太径芯金５３とをそれぞれ備えてい
る。
１を適用したものである。この板ばね５１は幅広の帯状
に形成される。幅広の帯状に形成される板ばね５１は、
図７に示すように、一端に幅広方向に沿って延びる比較
的細径の細径芯金５２と、他端に幅広方向に沿って延び
る相対的に太径の太径芯金５３とをそれぞれ備えてい
る。
【００４３】また、図８に示されているように、板ばね
５１を収容するシャンク３４，３４のシール溝３９，３
９のうち、一方のシール溝３９側には細径芯金５２を備
えた板ばね５１の摺動の際、面接触による摺動を高める
ため、壁面５４を長く延ばした第１凹陥部５５が形成さ
れ、他方のシール溝３９側には太径芯金５３を備えた板
ばね５１がシャンク３４，３４の変動の際、飛び出ない
ように上記壁面５４よりも長く延びた壁面５６を備えた
第２凹陥部５７が形成されている。具体的には、第１凹
陥部５５は三角形状に形成され、また第２凹陥部５７は
矩形形状に形成されている。
５１を収容するシャンク３４，３４のシール溝３９，３
９のうち、一方のシール溝３９側には細径芯金５２を備
えた板ばね５１の摺動の際、面接触による摺動を高める
ため、壁面５４を長く延ばした第１凹陥部５５が形成さ
れ、他方のシール溝３９側には太径芯金５３を備えた板
ばね５１がシャンク３４，３４の変動の際、飛び出ない
ように上記壁面５４よりも長く延びた壁面５６を備えた
第２凹陥部５７が形成されている。具体的には、第１凹
陥部５５は三角形状に形成され、また第２凹陥部５７は
矩形形状に形成されている。
【００４４】次に作用を説明する。
【００４５】翼有効部３２の振動により、シャンク３４
が、例えば図９に示すように、実線の状態に変動する
と、当初、破線の状態に収容されていた細径芯金５２を
備えた板ばね５１は、太径芯金５３を基点に図示の実線
の状態に弾性変形する。この間、板ばね５１の細径芯金
５２側は、第１凹陥部５５の壁面５４に対し、面接触を
保ちつつ、弾性変形をしながら摺動する。
が、例えば図９に示すように、実線の状態に変動する
と、当初、破線の状態に収容されていた細径芯金５２を
備えた板ばね５１は、太径芯金５３を基点に図示の実線
の状態に弾性変形する。この間、板ばね５１の細径芯金
５２側は、第１凹陥部５５の壁面５４に対し、面接触を
保ちつつ、弾性変形をしながら摺動する。
【００４６】さらにシャンク３４に強い振動が加えられ
ると、板ばね５１の細径芯金５２側は第１凹陥部５５の
壁面５４に対し、弾性変形による面接触を保ちつつ、摺
動する一方、板ばね５１の太径芯金５３側も第２凹陥部
５７の壁面５６に対し、弾性変形による面接触を保ちつ
つ、摺動する。
ると、板ばね５１の細径芯金５２側は第１凹陥部５５の
壁面５４に対し、弾性変形による面接触を保ちつつ、摺
動する一方、板ばね５１の太径芯金５３側も第２凹陥部
５７の壁面５６に対し、弾性変形による面接触を保ちつ
つ、摺動する。
【００４７】このように、本実施形態では、板ばね５１
の細径芯金５２側を第１凹陥部５５の壁面５４に対し、
弾性変形による面接触を保ちつつ摺動させ、また、板ば
ね５１の太径芯金５３側も第２凹陥部５７の壁面５６に
対し、弾性変形による面接触を保ちつつ摺動させ、両方
の摺動に伴って発生する摩擦力を倍加させているので、
冷却用高圧空気３７のシール漏れを確実に防止すること
ができ、また制振効果をより一層高めることができる。
の細径芯金５２側を第１凹陥部５５の壁面５４に対し、
弾性変形による面接触を保ちつつ摺動させ、また、板ば
ね５１の太径芯金５３側も第２凹陥部５７の壁面５６に
対し、弾性変形による面接触を保ちつつ摺動させ、両方
の摺動に伴って発生する摩擦力を倍加させているので、
冷却用高圧空気３７のシール漏れを確実に防止すること
ができ、また制振効果をより一層高めることができる。
【００４８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明に係るガスタ
ービン動翼のシール装置は、シール部材として弾性変形
可能な筒ばねあるいは板ばねに形成し、さらに筒ばねを
山形形状あるいは逆山形形状に成形する一方、シール部
材を収容するシール溝としてシール部材の弾性変形によ
る面接触を保ちつつ、摺動できる凹陥部に形成したの
で、シール効果および制振効果をより一層高めることが
できる。なお、本実施形態に係る凹陥部を三角形状や矩
形形状で説明したが、これらの形状に限定されるもので
はない。
ービン動翼のシール装置は、シール部材として弾性変形
可能な筒ばねあるいは板ばねに形成し、さらに筒ばねを
山形形状あるいは逆山形形状に成形する一方、シール部
材を収容するシール溝としてシール部材の弾性変形によ
る面接触を保ちつつ、摺動できる凹陥部に形成したの
で、シール効果および制振効果をより一層高めることが
できる。なお、本実施形態に係る凹陥部を三角形状や矩
形形状で説明したが、これらの形状に限定されるもので
はない。
【図１】本発明に係るガスタービン動翼のシール装置を
適用したガスタービンの一部切欠き概略断面図。
適用したガスタービンの一部切欠き概略断面図。
【図２】本発明に係るガスタービン動翼のシール装置の
第１実施形態を示す一部切欠き概略分解斜視図。
第１実施形態を示す一部切欠き概略分解斜視図。
【図３】本発明に係るガスタービン動翼のシール装置の
第１実施例を示す一部切欠き概略分解斜視図。
第１実施例を示す一部切欠き概略分解斜視図。
【図４】本発明に係る筒ばねとシャンクのシール溝に収
容した頭初の状態を示す図。
容した頭初の状態を示す図。
【図５】本発明に係る筒ばねの挙動を説明する図。
【図６】本発明に係るガスタービン動翼のシール装置の
第２実施形態を示す一部切欠き概略分解斜視図。
第２実施形態を示す一部切欠き概略分解斜視図。
【図７】本発明に係る板ばねの形状を示す概略斜視図。
【図８】本発明に係る板ばねをシャンクのシール溝に収
容した頭初の状態を示す図。
容した頭初の状態を示す図。
【図９】本発明に係る板ばねの挙動を説明する図。
【図１０】従来のガスタービンプラントを示す半分断面
概略外観図。
概略外観図。
【図１１】従来のガスタービンを示す一部切欠き概略断
面図。
面図。
【図１２】従来のガスタービン動翼のシール装置の第１
実施形態を示す概略断面図。
実施形態を示す概略断面図。
【図１３】従来のガスタービン動翼のシール装置の第２
実施形態を示す概略断面図。
実施形態を示す概略断面図。
１ ケーシング ２ 圧縮機軸 ３ タービン軸 ４ 圧縮機静翼 ５ 圧縮機動翼 ６ タービン静翼 ７ タービン動翼 ８ 空気 ９ 燃焼ガス １０ 燃焼器 １１ 尾筒 １２ 外輪 １３ 内輪 １４ ディスク １５ 翼有効部 １６ シャンク １７ 植込部 １８ プラットフォーム １９ フランジ ２０ シールピン ２１ シール溝 ２２ シール片 ２３ ケーシング ２４ タービン静翼 ２５ タービン動翼 ２６ 段落 ２７ 燃焼ガス ２８ タービン軸 ２９ 外輪 ３０ 内輪 ３１ 冷却通路壁 ３２ 翼有効部 ３３ プラットフォーム ３４ シャンク ３５ 植込部 ３６ ディスク ３７ 冷却用高圧空気 ３８ フランジ ３９ シール溝 ４０ 筒ばね ４１ 芯金 ４２ 長筒 ４３ 周壁面 ４４ 斜面 ４５ 長辺斜面 ４６ 短辺斜面 ４７ 溶着部 ４８ 壁面 ４９ 壁面 ５０ 凹陥部 ５１ 板ばね ５２ 細径芯金 ５３ 太径芯金 ５４ 壁面 ５５ 第１凹陥部 ５６ 壁面 ５７ 第２凹陥部
Claims (10)
- 【請求項１】 翼有効部、シャンク、植込部を一体形成
したタービン動翼を、タービン軸の周方向に沿って環状
列に植設し、上記シャンクの側面に削成したシール溝に
シール部材を装着したガスタービン動翼のシール装置に
おいて、上記シール部材は筒ばねに形成し、筒ばね内に
芯金を装着したことを特徴とするガスタービン動翼のシ
ール装置。 - 【請求項２】 筒ばねは、断面が扁平楕円形状あるいは
変形長円形状のいずれかであることを特徴とする請求項
１に記載のガスタービン動翼のシール装置。 - 【請求項３】 断面が扁平楕円形状あるいは変形長円形
状のいずれかである筒ばねは、中央で折り曲げられた山
形形状あるいは逆山形形状に形成したことを特徴とする
請求項２に記載のガスタービン動翼のシール装置。 - 【請求項４】 筒ばねに装着された芯金は、折り曲げら
れた山形形状あるいは逆山形形状の筒ばねの長辺斜面側
に当接する面を無拘束にするとともに、その短辺斜面側
に当接する面に溶着部を設けたことを特徴とする請求項
３に記載のガスタービン動翼のシール装置。 - 【請求項５】 山形形状あるいは逆山形形状に折り曲げ
られた筒ばねを収容するシール溝は、上記山形形状ある
いは逆山形形状の筒ばねの長辺斜面側が摺動する壁面を
長く形成した凹陥部であることを特徴する請求項１に記
載のガスタービン動翼のシール装置。 - 【請求項６】 凹陥部は、三角形形状あるいは逆三角形
形状いずれかであることを特徴とする請求項５に記載の
ガスタービン動翼のシール装置。 - 【請求項７】 翼有効部、シャンク、植込部を一体形成
したタービン動翼を、タービン軸の周方向に沿って環状
列に植設し、上記シャンクの側面に削成したシール溝に
シール部材を装着したガスタービン動翼のシール装置に
おいて、上記シール部材は板ばねに形成し、板ばねの両
端に芯金を設けたことを特徴とするガスタービン動翼の
シール装置。 - 【請求項８】 板ばねの両端に設けた芯金は、一方の芯
金に対し、他方の芯金を相対的に太径にしたことを特徴
とする請求項７に記載のガスタービン動翼のシール装
置。 - 【請求項９】 両端に芯金を備えた板ばねを収容するシ
ール溝は、細径芯金側の板ばねが摺動する壁面を長辺に
する第１凹陥部に形成するとともに、太径芯金側の板ば
ねが摺動する壁面を、上記第１凹陥部の壁面よりも相対
的に長くする第２凹陥部に形成したことを特徴とする請
求項７に記載のガスタービン動翼のシール装置。 - 【請求項１０】 第１凹陥部は三角形形状に形成する一
方、第２凹陥部は矩形形状に形成したことを特徴とする
請求項９に記載のガスタービン動翼のシール装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8118048A JPH09303107A (ja) | 1996-05-13 | 1996-05-13 | ガスタービン動翼のシール装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8118048A JPH09303107A (ja) | 1996-05-13 | 1996-05-13 | ガスタービン動翼のシール装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09303107A true JPH09303107A (ja) | 1997-11-25 |
Family
ID=14726742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8118048A Pending JPH09303107A (ja) | 1996-05-13 | 1996-05-13 | ガスタービン動翼のシール装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09303107A (ja) |
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0874132A2 (en) * | 1997-04-24 | 1998-10-28 | United Technologies Corporation | Fan blade interplatform seal |
| GB2400144A (en) * | 2003-03-19 | 2004-10-06 | Alstom Technology Ltd | Sealing between turbine blade platforms |
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| US7811058B2 (en) | 2005-11-12 | 2010-10-12 | Rolls-Royce Plc | Cooling arrangement |
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| US10731479B2 (en) | 2017-01-03 | 2020-08-04 | Raytheon Technologies Corporation | Blade platform with damper restraint |
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-
1996
- 1996-05-13 JP JP8118048A patent/JPH09303107A/ja active Pending
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