JPH10339108A - ガスタービン1段静翼シール構造 - Google Patents
ガスタービン1段静翼シール構造Info
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- JPH10339108A JPH10339108A JP9147735A JP14773597A JPH10339108A JP H10339108 A JPH10339108 A JP H10339108A JP 9147735 A JP9147735 A JP 9147735A JP 14773597 A JP14773597 A JP 14773597A JP H10339108 A JPH10339108 A JP H10339108A
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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
- F01D9/00—Stators
- F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
-
- 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
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/12—Cooling of plants
- F02C7/16—Cooling of plants characterised by cooling medium
- F02C7/18—Cooling of plants characterised by cooling medium the medium being gaseous, e.g. air
-
- 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
Abstract
熱応力による翼の倒れが生じても内側からのシール空気
のもれを防止する。 【解決手段】 1段目静翼31の後方フランジ12は円
弧状であり、直線状にリブ10が設けられ、静翼サポー
トリング13が接し、シール面を構成している。運転中
の熱応力により後方フランジ12と静翼サポートリング
13とが13a,13bに示すように相対的に倒れた場
合には水平のリブ10の上端又は下端と円形状の静翼サ
ポートリング13の面とが直線上に接しており、隙間が
生じることなくシール用空気がもれることがない。従来
は水平のリブ10がないので静翼サポートリング13に
傾きが生ずると後方フランジ12との間に円弧状の隙間
が生じ、シール用空気が内側からガス通路側へもれた
が、これを防止できる。
Description
での漏れ空気量を少くするようにしたガスタービン1段
静翼シール構造に関する。
一般的な断面図である。図において31は第1段静翼
で、その後方フランジ32はロータ周囲に円弧状に配置
された静翼サポートリング33に接触して固定されてお
り、静翼31はこのように静翼サポートリング33に接
触し、ロータ周囲に複数枚配置されている。34は1段
動翼で、静翼31に隣接して複数枚がロータディスクに
配置され、ロータと共に回転する。同様に35は2段静
翼、36は2段動翼、37は3段静翼、38は3段動
翼、39は4段静翼、40は4段動翼であり、図では4
段のガスタービンの例であり、それぞれ静翼と動翼が交
互に配置され、高温の燃焼ガスにより動翼が回転するも
のである。
方フランジ32及び静翼サポートリング33の詳細を示
す図である。ガスタービン運転中に静翼サポートリング
33が高温の作動ガスにより加熱し、熱変形を生じ、図
示のように後方フランジ32と静翼サポートリング33
と相対的に移動し、倒れると、後述のようにその接触面
が一部離れ、1段静翼31の内側シールが不充分とな
り、シール用空気40がもれてしまう。
後方フランジ32は静翼サポートリング33に沿って円
弧状であり、両者は正常な状態では接触しているが、静
翼サポートリング33も円形状であることから、翼が相
対的に倒れた場合、図示のように三日月形の隙間が生じ
る。これがもれ面積41となり、シール用空気がこの隙
間からもれ、もれ空気の流れが増大する。
スタービンの1段静翼においては、運転中の熱応力によ
り静翼31の後方フランジ32と静翼サポートリング3
3とが相対的に倒れた場合、両者の接触面に隙間が生
じ、この隙間から内側のシール用空気がもれてもれ空気
量が増大するようになる。もれ空気が増大するとこの空
気は燃焼ガス中に無駄に放出されてガスタービンの性能
劣化につながり、従って、特に1段目静翼のシール構造
の改善が望まれていた。
空気のもれをなくすために、1段静翼のフランジと静翼
サポートリングとの接触部の構造に工夫をし、熱応力に
よって両者間に相対的な傾きが生じても、この接触面に
隙間が生じないようにしてシール空気が内側から外部に
もれないようにしたガスタービン1段静翼シール構造を
提供することを基本的な課題としている。
決するために、次の(1)及び(2)の手段を提供す
る。
トリングと、同静翼サポートリングの周囲側面に接する
円弧状側面を有し、静翼を固定するフランジとを有する
ガスタービン1段静翼において、前記フランジの円弧状
側面には直線状の突起を設け、同突起と前記静翼サポー
トリング側面とを接触させたことを特徴とするガスター
ビン1段静翼シール構造。
トリングと、同静翼サポートリングの周囲側面に接する
円弧状側面を有し、静翼を固定するフランジとを有する
ガスタービン1段静翼において、前記フランジの円弧状
の両下端部で前記静翼サポートリングと接する一部を直
線状に切欠くと共に、前記静翼サポートリングの円周端
部で前記フランジ側面と接する一部を直線状に切欠いた
ことを特徴とするガスタービン1段静翼シール構造。
運転中に熱変形により静翼フランジと静翼サポートリン
グとが相対的に変形し、翼が傾くと、静翼サポートリン
グの側面は突起の上端又は下端と接しており、静翼のフ
ランジが円弧状であっても、突起は直線状であり静翼サ
ポートリングの側面と直線状に線接触を保ち、隙間が生
じない。従って1段静翼の内側からのシール用空気がも
れることなくシール面を確保することができる。従来は
円弧形状のフランジと円形の静翼サポートリングの両側
面が直接接触しており、両者に相対的な傾きが生ずると
接触部に円弧状の隙間が生じ、シール空気のもれが生じ
たが本発明の(1)ではこのような隙間が生じないので
もれ空気を防止することができる。
運転中に熱変形により静翼のフランジと静翼サポートリ
ングとが相対的に変形し、翼が傾くと、フランジ両端部
と静翼サポートリング円周端部とは互に相手方と接する
部分の一部を直線状に切欠いているので静翼サポートリ
ングの側面がフランジに対して前後いずれかの方向に傾
いてもその側面の上端部とフランジの側面あるいは静翼
サポートリングの側面とフランジの切欠き上端部とが直
線状に接触を保ち、隙間が生じない。従って上記(1)
の発明と同様に1段静翼内部からのシール用空気のもれ
を防止することができる。
て図面に基づいて具体的に説明する。図1は本発明の実
施の第1形態に係るガスタービン1段静翼シール構造の
側面図、図2は図1におけるA−A矢視図である。両図
において、1段静翼31の後方フランジ12は静翼サポ
ートリング13の円形状に沿って円弧形状をしており、
その側面に直線状のリブ10が設けられている。
サポートリング13に直線状に設けられており、その厚
さtは後方フランジ12と静翼サポートリング13との
熱変形による相対的な翼の倒れにより決定するが、本実
施の形態においては約2mm程度としており、熱変形に
よる最大の倒れを考慮すると少くとも2mm程度あれば
良い。静翼サポートリング13はこのリブ10の水平シ
ール面10aと接触し、シール面を保持している。
おいて熱応力により後方フランジ12と静翼サポートリ
ング13とに相対的な倒れが生じた場合の図であり、点
線で示すように静翼サポートリング13が13aのよう
に左方へ、あるいは13bのように右方へ相対的に傾い
た状態を示している。図示のように静翼サポートリング
13が13a,13bのように傾いても、サポートリン
グ13はリブ10の上端あるいは下端に接しており、こ
の場合リブ10は図2に示すように直線状に取付けられ
ているのでシール面10aと静翼サポートリング13と
は水平線上で線接触が保たれて隙間を生ずることがなく
シール面を確保している。
タービン1段静翼シール構造の側面図、図5はそのB−
B矢視図、図6はC−C矢視図である。図4に示すよう
に、本実施の第2形態においては、後方フランジ22に
は静翼サポートリング23側の下端部と当接する一部を
切欠いて逃げ部25を形成している。逃げ部25は、図
5に示すように円弧状の後方フランジ22の両側下端部
を直線状に切欠いて形成している。
視図であり、円形状のサポートリング23の円周端には
静翼31の後方フランジ22が当接する一部をそれぞれ
図示のように切欠いて逃げ部24と形成している。この
ように静翼サポートリング23には逃げ部24を、後方
フランジ22には逃げ部25をそれぞれ形成することに
より、後述するように後方フランジ22と静翼サポート
リング23とが相対的に倒れた場合でもシール面の接触
を確保するものである。
構造において熱応力により後方フランジ22と静翼サポ
ートリング23とが相対的に倒れた場合の図である。図
中点線23aで示すように静翼サポートリングが左側に
傾いている場合には、その逃げ部24が後方フランジ2
2に当接するが、逃げ部24が図5、図6に示すように
直線状であり、その当接部分は円弧状の後方フランジ2
2の面の中央部分に直線状に密着しているので隙間は生
ずることなくシール面が確保される。
うに静翼サポートリング23が右側に傾いた場合にも、
図5に示すように静翼サポートリング23の中央部は後
方フランジ22と直線状に接し、両端部では逃げ部25
を避けているので図9に示すような円弧状のもれ面積4
1を形成することがない。従って静翼サポートリング2
3と後方フランジ22との間に隙間を生ずることがな
く、シール面が確保されることになる。
ば、静翼31の後方フランジに直線状のリブ10を形成
し、後方フランジ12としたシール構造又、逃げ部25
を形成した後方フランジ22と逃げ部24を形成した静
翼サポートリング23とを組合せたシール構造を採用す
るので、1段静翼31において熱応力により翼に相対的
な倒れが生じても、接触面に隙間を生ずることなくシー
ル面を確実に保持することができ、シール用空気の内側
からのもれを防止することができる。
れた静翼サポートリングと、同静翼サポートリングの周
囲側面に接する円弧状側面を有し、静翼を固定するフラ
ンジとを有するガスタービン1段静翼において、前記フ
ランジの円弧状側面には直線状の突起を設け、同突起と
前記静翼サポート側面とを接触させたことを特徴してお
り、又(2)の発明は、前記フランジの円弧状の両下端
部で前記静翼サポートリングと接する一部を直線状に切
欠くと共に、前記静翼サポートリングの円周端部で前記
フランジ側面と接する一部を直線状に切欠いたことを特
徴としている。このような構造により、運転中の熱変形
により1段静翼が傾いても静翼サポートリングと静翼フ
ランジとの接触面に隙間を生ずることなく、シール用空
気のもれ量を削減することができる。
段静翼シール構造の側面図である。
段静翼シール構造の側面を示し、作用の説明図である。
段静翼シール構造の側面図である。
段静翼シール構造の側面を示し、作用の説明図である。
図である。
である。
ングと、同静翼サポートリングの周囲側面に接する円弧
状側面を有し、静翼を固定するフランジとを有するガス
タービン1段静翼において、前記フランジの円弧状の両
下端部で前記静翼サポートリングと接する一部を直線状
に切欠くと共に、前記静翼サポートリングの円周端部で
前記フランジ側面と接する一部を直線状に切欠いたこと
を特徴とするガスタービン1段静翼シール構造。
での漏れ空気量を少くするようにしたガスタービン1段
静翼シール構造に関する。
般的な断面図である。図において31は第1段静翼で、
その後方フランジ32はロータ周囲に円弧状に配置され
た静翼サポートリング33に接触して固定されており、
静翼31はこのように静翼サポートリング33に接触
し、ロータ周囲に複数枚配置されている。34は1段動
翼で、静翼31に隣接して複数枚がロータディスクに配
置され、ロータと共に回転する。同様に35は2段静
翼、36は2段動翼、37は3段静翼、38は3段動
翼、39は4段静翼、40は4段動翼であり、図では4
段のガスタービンの例であり、それぞれ静翼と動翼が交
互に配置され、高温の燃焼ガスにより動翼が回転するも
のである。
方フランジ32及び静翼サポートリング33の詳細を示
す図である。ガスタービン運転中に静翼サポートリング
33が高温の作動ガスにより加熱し、熱変形を生じ、図
示のように後方フランジ32と静翼サポートリング33
と相対的に移動し、倒れると、後述のようにその接触面
が一部離れ、1段静翼31の内側シールが不充分とな
り、シール用空気40がもれてしまう。
後方フランジ32は静翼サポートリング33に沿って円
弧状であり、両者は正常な状態では接触しているが、静
翼サポートリング33も円形状であることから、翼が相
対的に倒れた場合、図示のように三日月形の隙間が生じ
る。これがもれ面積41となり、シール用空気がこの隙
間からもれ、もれ空気の流れが増大する。
スタービンの1段静翼においては、運転中の熱応力によ
り静翼31の後方フランジ32と静翼サポートリング3
3とが相対的に倒れた場合、両者の接触面に隙間が生
じ、この隙間から内側のシール用空気がもれてもれ空気
量が増大するようになる。もれ空気が増大するとこの空
気は燃焼ガス中に無駄に放出されてガスタービンの性能
劣化につながり、従って、特に1段目静翼のシール構造
の改善が望まれていた。
空気のもれをなくすために、1段静翼のフランジと静翼
サポートリングとの接触部の構造に工夫をし、熱応力に
よって両者間に相対的な傾きが生じても、この接触面に
隙間が生じないようにしてシール空気が内側から外部に
もれないようにしたガスタービン1段静翼シール構造を
提供することを基本的な課題としている。
決するために、次の手段を提供する。
グと、同静翼サポートリングの周囲側面に接する円弧状
側面を有し、静翼を固定するフランジとを有するガスタ
ービン1段静翼において、前記フランジの円弧状の両下
端部で前記静翼サポートリングと接する一部を直線状に
切欠くと共に、前記静翼サポートリングの円周端部で前
記フランジ側面と接する一部を直線状に切欠いたことを
特徴とするガスタービン1段静翼シール構造。
熱変形により静翼のフランジと静翼サポートリングとが
相対的に変形し、翼が傾くと、フランジ両端部と静翼サ
ポートリング円周端部とは互に相手方と接する部分の一
部を直線状に切欠いているので静翼サポートリングの側
面がフランジに対して前後いずれかの方向に傾いてもそ
の側面の上端部とフランジの側面あるいは静翼サポート
リングの側面とフランジの切欠き上端部とが直線状に接
触を保ち、隙間が生じない。従って1段静翼内部からの
シール用空気のもれを防止することができる。
て図面に基づいて具体的に説明する。
ービン1段静翼シール構造の側面図、図2はそのB−B
矢視図、図3はC−C矢視図である。図1に示すよう
に、本実施の形態においては、後方フランジ22には静
翼サポートリング23側の下端部と当接する一部を切欠
いて逃げ部25を形成している。逃げ部25は、図2に
示すように円弧状の後方フランジ22の両側下端部を直
線状に切欠いて形成している。
視図であり、円形状のサポートリング23の円周端には
静翼31の後方フランジ22が当接する一部をそれぞれ
図示のように切欠いて逃げ部24を形成している。この
ように静翼サポートリング23には逃げ部24を、後方
フランジ22には逃げ部25をそれぞれ形成することに
より、後述するように後方フランジ22と静翼サポート
リング23とが相対的に倒れた場合でもシール面の接触
を確保するものである。
において熱応力により後方フランジ22と静翼サポート
リング23とが相対的に倒れた場合の図である。図中点
線23aで示すように静翼サポートリングが左側に傾い
ている場合には、その逃げ部24が後方フランジ22に
当接するが、逃げ部24が図2、図3に示すように直線
状であり、その当接部分は円弧状の後方フランジ22の
面の中央部分に直線状に密着しているので隙間は生ずる
ことなくシール面が確保される。
うに静翼サポートリング23が右側に傾いた場合にも、
図2に示すように静翼サポートリング23の中央部は後
方フランジ22と直線状に接し、両端部では逃げ部25
を避けているので図6に示すような円弧状のもれ面積4
1を形成することがない。従って静翼サポートリング2
3と後方フランジ22との間に隙間を生ずることがな
く、シール面が確保されることになる。
の後方フランジに逃げ部25を形成し、この後方フラン
ジ22と逃げ部24を形成した静翼サポートリング23
とを組合せたシール構造を採用するので、1段静翼31
において熱応力により翼に相対的な倒れが生じても、接
触面に隙間を生ずることなくシール面を確実に保持する
ことができ、シール用空気の内側からのもれを防止する
ことができる。
サポートリングと、同静翼サポートリングの周囲側面に
接する円弧状側面を有し、静翼を固定するフランジとを
有するガスタービン1段静翼において、前記フランジの
円弧状の両下端部で前記静翼サポートリングと接する一
部を直線状に切欠くと共に、前記静翼サポートリングの
円周端部で前記フランジ側面と接する一部を直線状に切
欠いたことを特徴としている。このような構造により、
運転中の熱変形により1段静翼が傾いても静翼サポート
リングと静翼フランジとの接触面に隙間を生ずることな
く、シール用空気のもれ量を削減することができる。
静翼シール構造の側面図である。
静翼シール構造の側面を示し、作用の説明図である。
図である。
ある。
Claims (2)
- 【請求項1】 ロータ周囲に配設された静翼サポートリ
ングと、同静翼サポートリングの周囲側面に接する円弧
状側面を有し、静翼を固定するフランジとを有するガス
タービン1段静翼において、前記フランジの円弧状側面
には直線状の突起を設け、同突起と前記静翼サポートリ
ング側面とを接触させたことを特徴とするガスタービン
1段静翼シール構造。 - 【請求項2】 ロータ周囲に配設された静翼サポートリ
ングと、同静翼サポートリングの周囲側面に接する円弧
状側面を有し、静翼を固定するフランジとを有するガス
タービン1段静翼において、前記フランジの円弧状の両
下端部で前記静翼サポートリングと接する一部を直線状
に切欠くと共に、前記静翼サポートリングの円周端部で
前記フランジ側面と接する一部を直線状に切欠いたこと
を特徴とするガスタービン1段静翼シール構造。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9147735A JP2961089B2 (ja) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | ガスタービン1段静翼シール構造 |
EP98923124A EP0921278B1 (en) | 1997-06-05 | 1998-06-04 | Sealing structure for first stage stator blade of gas turbine |
PCT/JP1998/002477 WO1998055737A1 (fr) | 1997-06-05 | 1998-06-04 | Structure d'etancheite pour aube fixe du premier etage d'une turbine a gaz |
US09/230,946 US6164908A (en) | 1997-06-05 | 1998-06-04 | Sealing structure for first stage stator blade of gas turbine |
DE69825961T DE69825961T2 (de) | 1997-06-05 | 1998-06-04 | Dichtungsstruktur für statorschaufel der ersten stufe einer gasturbine |
CA002262649A CA2262649C (en) | 1997-06-05 | 1998-06-04 | Gas turbine first-stage stator blade sealing structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9147735A JP2961089B2 (ja) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | ガスタービン1段静翼シール構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10339108A true JPH10339108A (ja) | 1998-12-22 |
JP2961089B2 JP2961089B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=15436968
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9147735A Expired - Lifetime JP2961089B2 (ja) | 1997-06-05 | 1997-06-05 | ガスタービン1段静翼シール構造 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6164908A (ja) |
EP (1) | EP0921278B1 (ja) |
JP (1) | JP2961089B2 (ja) |
CA (1) | CA2262649C (ja) |
DE (1) | DE69825961T2 (ja) |
WO (1) | WO1998055737A1 (ja) |
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