JPH11229813A - ガスタービンのシール部構造 - Google Patents
ガスタービンのシール部構造Info
- Publication number
- JPH11229813A JPH11229813A JP5148098A JP5148098A JPH11229813A JP H11229813 A JPH11229813 A JP H11229813A JP 5148098 A JP5148098 A JP 5148098A JP 5148098 A JP5148098 A JP 5148098A JP H11229813 A JPH11229813 A JP H11229813A
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- Japan
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- inner peripheral
- seal
- peripheral casing
- turbine
- casing
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃焼ガスの内周ケーシングの内側への流入を
防ぐことができ、耐久性の向上及び材料コストの低減を
可能とするガスタービンのシール部構造を提供する。 【解決手段】 内周ケーシング１４の動翼側の端面と対
向する後面に、径方向からその外端をタービンディスク
１６の回転方向前方側に所定角度で周方向に傾けた状態
で立設されたシール突起部２１が、周方向に複数配設さ
れて構成されている。
防ぐことができ、耐久性の向上及び材料コストの低減を
可能とするガスタービンのシール部構造を提供する。 【解決手段】 内周ケーシング１４の動翼側の端面と対
向する後面に、径方向からその外端をタービンディスク
１６の回転方向前方側に所定角度で周方向に傾けた状態
で立設されたシール突起部２１が、周方向に複数配設さ
れて構成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービンにお
いて、静翼の内周側の内周ケーシングと動翼のタービン
ディスクの間から燃焼ガスの内周ケーシングの内部への
侵入を防ぐガスタービンのシール部構造に関する。
いて、静翼の内周側の内周ケーシングと動翼のタービン
ディスクの間から燃焼ガスの内周ケーシングの内部への
侵入を防ぐガスタービンのシール部構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】航空エンジンやプラント等に用いられる
ガスタービンのタービンに用いられる軸流タービンで
は、例えばバイパスジェット機関の概念構成図である図
４及びそのＸ部詳細図である図５に示すように、円環状
のガス流路１２を形成する外周ケーシング１３と内周ケ
ーシング１４の間に配設された静翼１１と、その後方に
配設された動翼１５の組（段）によって構成される。
ガスタービンのタービンに用いられる軸流タービンで
は、例えばバイパスジェット機関の概念構成図である図
４及びそのＸ部詳細図である図５に示すように、円環状
のガス流路１２を形成する外周ケーシング１３と内周ケ
ーシング１４の間に配設された静翼１１と、その後方に
配設された動翼１５の組（段）によって構成される。
【０００３】動翼１５は中央に挿通配設された回転軸
１，２に相対回転不能に固定されたタービンディスク１
６の外周に植設されており、燃焼器３によって生成され
た燃焼ガスによってタービンディスク１６が回転駆動さ
れるようになっているものである。
１，２に相対回転不能に固定されたタービンディスク１
６の外周に植設されており、燃焼器３によって生成され
た燃焼ガスによってタービンディスク１６が回転駆動さ
れるようになっているものである。
【０００４】このようなガスタービンでは、静翼１１の
内周側の内周ケーシング１４と動翼１５のタービンディ
スク１６の対向部位には、タービンディスク１６の回転
を許容するために必然的に隙間が設定されるが、ガス流
路１２を流れる高温の燃焼ガスがこの隙間を介して内周
ケーシング１４の内側へ侵入すると、内周ケーシング１
４の内側の構成部材やタービンディスク１６の中心側が
燃焼ガスによって加熱され、その結果、劣化して耐久性
が低下する等の不具合が生ずる。このため、内周ケーシ
ング１４とタービンディスク１６の対向部位の隙間部位
には燃焼ガスの流入を防ぐシール部２０′が形成されて
いる。
内周側の内周ケーシング１４と動翼１５のタービンディ
スク１６の対向部位には、タービンディスク１６の回転
を許容するために必然的に隙間が設定されるが、ガス流
路１２を流れる高温の燃焼ガスがこの隙間を介して内周
ケーシング１４の内側へ侵入すると、内周ケーシング１
４の内側の構成部材やタービンディスク１６の中心側が
燃焼ガスによって加熱され、その結果、劣化して耐久性
が低下する等の不具合が生ずる。このため、内周ケーシ
ング１４とタービンディスク１６の対向部位の隙間部位
には燃焼ガスの流入を防ぐシール部２０′が形成されて
いる。
【０００５】シール部２０′は、内周ケーシング１４の
後端面（タービンディスク１６と対向する端面）に二条
のリング状の静翼側シールリング突起２５，２６が突設
されると共に、これと対応するタービンディスク１６の
前端面に静翼側シールリング突起２５，２６の中間径の
リング状の動翼側シールリング突起２７が突設され、こ
れら静翼側シールリング突起２５と動翼側シールリング
突起２７が径方向には狭い隙間を有して軸方向には重合
するように設定されて構成されている。これにより、こ
のシール部２０′を通過するには急激な圧力変化を要す
るために燃焼ガスの流入を防ぐようになっている。
後端面（タービンディスク１６と対向する端面）に二条
のリング状の静翼側シールリング突起２５，２６が突設
されると共に、これと対応するタービンディスク１６の
前端面に静翼側シールリング突起２５，２６の中間径の
リング状の動翼側シールリング突起２７が突設され、こ
れら静翼側シールリング突起２５と動翼側シールリング
突起２７が径方向には狭い隙間を有して軸方向には重合
するように設定されて構成されている。これにより、こ
のシール部２０′を通過するには急激な圧力変化を要す
るために燃焼ガスの流入を防ぐようになっている。
【０００６】しかし、このような構成のシール部２０′
のみでは燃焼ガスの流入を完全に防ぐことはできないた
め、これに加えて図示しない経路を介して圧縮機４から
胴内周ケーシング１４内に燃焼ガスより高圧の二次空気
を供給し、当該シール部２０′の隙間からガス流路１２
に二次空気が流出するようになっている。
のみでは燃焼ガスの流入を完全に防ぐことはできないた
め、これに加えて図示しない経路を介して圧縮機４から
胴内周ケーシング１４内に燃焼ガスより高圧の二次空気
を供給し、当該シール部２０′の隙間からガス流路１２
に二次空気が流出するようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、静翼１
１の直後のガス流路１２内を流れる燃焼ガスには、図５
のＢ−Ｂ断面図である図６に示すように静翼１１の配置
と対応して周方向に圧力差を生じており、低圧の部位の
シール部のみから二次空気が噴出することとなって燃焼
ガスの周方向の移動に径方向の蛇行を生じ、このために
高圧の部位ではシール部２０′を通って燃焼ガスが内周
ケーシング１２内へ流入してしまうことがあった。
１の直後のガス流路１２内を流れる燃焼ガスには、図５
のＢ−Ｂ断面図である図６に示すように静翼１１の配置
と対応して周方向に圧力差を生じており、低圧の部位の
シール部のみから二次空気が噴出することとなって燃焼
ガスの周方向の移動に径方向の蛇行を生じ、このために
高圧の部位ではシール部２０′を通って燃焼ガスが内周
ケーシング１２内へ流入してしまうことがあった。
【０００８】このように高温の燃焼ガスが内周ケーシン
グ１２内に流入することにより、前述のごとく内周ケー
シング１２の内側の構成部材やタービンディスク１６の
中心側が加熱され、その結果、熱応力が生じて耐久性が
低下し、一方、予め高温化を前提として構成する場合に
は材料コストの高騰を招来するという問題がある。
グ１２内に流入することにより、前述のごとく内周ケー
シング１２の内側の構成部材やタービンディスク１６の
中心側が加熱され、その結果、熱応力が生じて耐久性が
低下し、一方、予め高温化を前提として構成する場合に
は材料コストの高騰を招来するという問題がある。
【０００９】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であって、燃焼ガスの内周ケーシングの内側への流入を
防ぐことができ、耐久性の向上及び材料コストの低減を
可能とするガスタービンのシール部構造を提供すること
を目的とする。
であって、燃焼ガスの内周ケーシングの内側への流入を
防ぐことができ、耐久性の向上及び材料コストの低減を
可能とするガスタービンのシール部構造を提供すること
を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のガスタービンのシール部構造は、ガスタービンにお
いて、静翼の内周ケーシングと動翼のタービンディスク
の間から燃焼ガスの前記内周ケーシングの内部への侵入
を防ぐシール部であって、前記内周ケーシングの前記タ
ービンディスクと対向する部位に、径方向から外端が前
記動翼の回転方向に所定角度で傾斜形成されたシール板
部材が、周方向に所定間隔で複数立設されて構成されて
いることを特徴とする。
明のガスタービンのシール部構造は、ガスタービンにお
いて、静翼の内周ケーシングと動翼のタービンディスク
の間から燃焼ガスの前記内周ケーシングの内部への侵入
を防ぐシール部であって、前記内周ケーシングの前記タ
ービンディスクと対向する部位に、径方向から外端が前
記動翼の回転方向に所定角度で傾斜形成されたシール板
部材が、周方向に所定間隔で複数立設されて構成されて
いることを特徴とする。
【００１１】また、上記シール板部材は、転向角を有す
る翼断面形状に形成されていることを特徴とする。
る翼断面形状に形成されていることを特徴とする。
【００１２】更に、上記構成に加え、上記タービンディ
スクには、上記シール板部材と軸方向に重合するリング
状突起が形成されていることを特徴とする。
スクには、上記シール板部材と軸方向に重合するリング
状突起が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本願発
明の実施の形態について説明する。図１は本発明に係る
ガスタービンのシール部構造の一構成例を適用したジェ
ットエンジンのタービン部位の拡大図である。
明の実施の形態について説明する。図１は本発明に係る
ガスタービンのシール部構造の一構成例を適用したジェ
ットエンジンのタービン部位の拡大図である。
【００１４】静翼１１は円環状のガス流路１２を形成す
る外周ケーシング１３と内周ケーシング１４の間に固定
配置され、動翼１５は図示しない回転軸に固定されたタ
ービンディスク１６の外周に固定されて静翼１１に対し
て回転するようになっている。尚、内周ケーシング１４
の内側には図示しない経路で二次空気が供給されるよう
になっている。
る外周ケーシング１３と内周ケーシング１４の間に固定
配置され、動翼１５は図示しない回転軸に固定されたタ
ービンディスク１６の外周に固定されて静翼１１に対し
て回転するようになっている。尚、内周ケーシング１４
の内側には図示しない経路で二次空気が供給されるよう
になっている。
【００１５】内周ケーシング１４の動翼１５側の端面
と、これと対向するタービンディスク１６の前方側の前
面との間に、シール部２０が設けられている。
と、これと対向するタービンディスク１６の前方側の前
面との間に、シール部２０が設けられている。
【００１６】シール部２０は、内周ケーシング１４の後
面の外周面近傍に設けられたシール突起部２１と、これ
と対応するタービンディスク１６の前面に突設されたリ
ング状突起としてのシールリング突起２２，２３とによ
り構成されている。
面の外周面近傍に設けられたシール突起部２１と、これ
と対応するタービンディスク１６の前面に突設されたリ
ング状突起としてのシールリング突起２２，２３とによ
り構成されている。
【００１７】内周ケーシング１４に設けられたシール突
起部２１は、図１のＡ−Ａ断面図である図２に示すよう
に、シール板部材としての所定幅の板状のシール板２１
Ａが周方向に複数配設されている。
起部２１は、図１のＡ−Ａ断面図である図２に示すよう
に、シール板部材としての所定幅の板状のシール板２１
Ａが周方向に複数配設されている。
【００１８】シール板２１Ａは、径方向（回転中心から
の放射方向）から、その外端を図２中矢印で示すタービ
ンディスク１６の回転方向前方側に所定角度で周方向に
傾けた状態で設けられており、隣接するものとの間には
所定の間隔を有するように設定されている。
の放射方向）から、その外端を図２中矢印で示すタービ
ンディスク１６の回転方向前方側に所定角度で周方向に
傾けた状態で設けられており、隣接するものとの間には
所定の間隔を有するように設定されている。
【００１９】タービンディスク１６のシールリング突起
２２，２３は、シール突起部２１の外周側及び内周側に
それぞれ所定間隔離れた位置に、シール突起部２１と軸
方向に所定量重合する軸方向高さとして突設されてい
る。これにより、シールリング突起２２，２３は、内周
ケーシング１４のシール突起部２１の内外周側にそれぞ
れ所定の隙間を介して位置するようになっているもので
ある。
２２，２３は、シール突起部２１の外周側及び内周側に
それぞれ所定間隔離れた位置に、シール突起部２１と軸
方向に所定量重合する軸方向高さとして突設されてい
る。これにより、シールリング突起２２，２３は、内周
ケーシング１４のシール突起部２１の内外周側にそれぞ
れ所定の隙間を介して位置するようになっているもので
ある。
【００２０】而して、上記のごとき構成のシール部２０
では、燃焼ガス流路１２を流れる燃焼ガスの内周ケーシ
ング１４の内部への流入を、タービンディスク１６のシ
ールリング突起２２，２３と内周ケーシング１４のシー
ル突起部２１の重合部の隙間によって阻止する。
では、燃焼ガス流路１２を流れる燃焼ガスの内周ケーシ
ング１４の内部への流入を、タービンディスク１６のシ
ールリング突起２２，２３と内周ケーシング１４のシー
ル突起部２１の重合部の隙間によって阻止する。
【００２１】ここで、燃焼ガスは周方向の速度成分と静
翼１１の配置と対応する周方向の圧力差に起因して、高
圧の部位ではシール部２０を介して内周ケーシング１４
の内側に流入しようとするが、この流入方向に対しては
シール突起部２１のシール板２１Ａが略直交状態で対向
し、抵抗板として機能して燃焼ガスの流入を防ぐ。一
方、内周ケーシング１４の内側に供給される二次空気
は、シール突起部２１のシール板２１の間を通って容易
に燃焼ガス流路１２に漏出して燃焼ガスの流入を阻止す
るものである。
翼１１の配置と対応する周方向の圧力差に起因して、高
圧の部位ではシール部２０を介して内周ケーシング１４
の内側に流入しようとするが、この流入方向に対しては
シール突起部２１のシール板２１Ａが略直交状態で対向
し、抵抗板として機能して燃焼ガスの流入を防ぐ。一
方、内周ケーシング１４の内側に供給される二次空気
は、シール突起部２１のシール板２１の間を通って容易
に燃焼ガス流路１２に漏出して燃焼ガスの流入を阻止す
るものである。
【００２２】尚、上記構成例では、シール突起部２１の
シール板２１Ａは厚さが一定の板状に形成されたものを
示したが、図３に示すように転向角を有する翼形断面と
して通過に圧力変化を要するようにすることにより、よ
り高い燃焼ガスの流入阻止効果を得ることができる。ま
た、ールリング突起２２，２３は必ずしも必要なもので
はなく、配設することによってより効果的に燃焼ガスの
流入を防止することができるものである。
シール板２１Ａは厚さが一定の板状に形成されたものを
示したが、図３に示すように転向角を有する翼形断面と
して通過に圧力変化を要するようにすることにより、よ
り高い燃焼ガスの流入阻止効果を得ることができる。ま
た、ールリング突起２２，２３は必ずしも必要なもので
はなく、配設することによってより効果的に燃焼ガスの
流入を防止することができるものである。
【００２３】
【発明の効果】以上述べたように、本発明に係るガスタ
ービンのシール部構造によれば、静翼の内周側の胴部位
の、動翼のタービンディスクと対向する部位に、その径
方向から動翼の回転方向に所定角度で傾斜したシール板
部材が、周方向に所定間隔で複数配設されて構成されて
いることにより、静翼の配置と対応する周方向の圧力差
に起因する周方向の速度成分によって周方向に移動して
高圧の部位から胴内に流入しようとする燃焼ガスを、シ
ール突起部のシール板が略直交状態となって抵抗板とし
て機能して妨げ、内周ケーシングの内側に供給される二
次空気は、シール突起部のシール板部材の間を介して容
易に燃焼ガス流路側に漏出することができ、燃焼ガスの
流入を阻止する。これにより、燃焼ガスの内周ケーシン
グの内側への流入を防止することができ、耐久性の向上
及び材料コストの低減が可能となるものである。
ービンのシール部構造によれば、静翼の内周側の胴部位
の、動翼のタービンディスクと対向する部位に、その径
方向から動翼の回転方向に所定角度で傾斜したシール板
部材が、周方向に所定間隔で複数配設されて構成されて
いることにより、静翼の配置と対応する周方向の圧力差
に起因する周方向の速度成分によって周方向に移動して
高圧の部位から胴内に流入しようとする燃焼ガスを、シ
ール突起部のシール板が略直交状態となって抵抗板とし
て機能して妨げ、内周ケーシングの内側に供給される二
次空気は、シール突起部のシール板部材の間を介して容
易に燃焼ガス流路側に漏出することができ、燃焼ガスの
流入を阻止する。これにより、燃焼ガスの内周ケーシン
グの内側への流入を防止することができ、耐久性の向上
及び材料コストの低減が可能となるものである。
【００２４】また、シール板部材は、転向角を有する翼
形断面に形成されて通過に圧力変化を要するようにする
ことにより、より高い燃焼ガスの流入阻止効果を得るこ
とができるものである。
形断面に形成されて通過に圧力変化を要するようにする
ことにより、より高い燃焼ガスの流入阻止効果を得るこ
とができるものである。
【００２５】また、タービンディスクにはシール板部材
と軸方向に重合するリング状突起が形成されていること
により、より効果的に燃焼ガスの流入を防止することが
できるものである。
と軸方向に重合するリング状突起が形成されていること
により、より効果的に燃焼ガスの流入を防止することが
できるものである。
【図１】本発明に係るガスタービンのシール部構造の一
構成例を適用したジェットエンジンのタービン部位の拡
大図である。
構成例を適用したジェットエンジンのタービン部位の拡
大図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】シール板部材の他の構成例を示す図２と対応す
る断面図である。
る断面図である。
【図４】航空エンジンとしてのバイパスジェット機関の
概念構成を示す図である。
概念構成を示す図である。
【図５】図４のタービン部位であるＸ部拡大詳細図であ
る。
る。
【図６】図５のＢ−Ｂ断面図である。
１１ 静翼 １４ 内周ケーシング １５ 動翼 １６ タービンディスク ２０ シール部 ２１Ａ シール板（シール板部材） ２２，２３ シールリング突起（リング状突起）
Claims (3)
- 【請求項１】 ガスタービンにおいて、静翼の内周ケー
シングと動翼のタービンディスクの間から燃焼ガスの前
記内周ケーシングの内部への侵入を防ぐものであって、 前記内周ケーシングの前記タービンディスクと対向する
部位に、径方向から外端が前記動翼の回転方向に所定角
度で傾斜形成されたシール板部材が、周方向に所定間隔
で複数立設されて構成されていることを特徴とするガス
タービンのシール部構造。 - 【請求項２】 上記シール板部材は、転向角を有する翼
形断面に形成されていることを特徴とする請求項１に記
載のガスタービンのシール部構造。 - 【請求項３】 上記タービンディスクには、上記シール
板部材と軸方向に重合するリング状突起が形成されてい
ることを特徴とする請求項１又は２に記載のガスタービ
ンのシール部構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5148098A JPH11229813A (ja) | 1998-02-17 | 1998-02-17 | ガスタービンのシール部構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5148098A JPH11229813A (ja) | 1998-02-17 | 1998-02-17 | ガスタービンのシール部構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11229813A true JPH11229813A (ja) | 1999-08-24 |
Family
ID=12888132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5148098A Pending JPH11229813A (ja) | 1998-02-17 | 1998-02-17 | ガスタービンのシール部構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11229813A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012127215A (ja) * | 2010-12-13 | 2012-07-05 | Toyota Motor Corp | ガスタービンエンジン |
| TWI409383B (zh) * | 2007-09-24 | 2013-09-21 | Alstom Technology Ltd | 燃氣渦輪機之密封件 |
| JP2018150860A (ja) * | 2017-03-13 | 2018-09-27 | 三菱重工業株式会社 | 軸流タービン |
-
1998
- 1998-02-17 JP JP5148098A patent/JPH11229813A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI409383B (zh) * | 2007-09-24 | 2013-09-21 | Alstom Technology Ltd | 燃氣渦輪機之密封件 |
| JP2012127215A (ja) * | 2010-12-13 | 2012-07-05 | Toyota Motor Corp | ガスタービンエンジン |
| JP2018150860A (ja) * | 2017-03-13 | 2018-09-27 | 三菱重工業株式会社 | 軸流タービン |
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