JPH1130102A - ガスタービン冷却通路継ぎ手部のシール構造 - Google Patents

ガスタービン冷却通路継ぎ手部のシール構造

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JPH1130102A
JPH1130102A JP18653997A JP18653997A JPH1130102A JP H1130102 A JPH1130102 A JP H1130102A JP 18653997 A JP18653997 A JP 18653997A JP 18653997 A JP18653997 A JP 18653997A JP H1130102 A JPH1130102 A JP H1130102A
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Japan
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ring
gas turbine
sealing
disc
cooling medium
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JP18653997A
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Rintarou Chikami
倫太郎 千頭
Kazuharu Hirokawa
一晴 廣川
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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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
    • F01D9/06—Fluid supply conduits to nozzles or the like

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Gasket Seals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンバインドサイクル発電プラント等に採用
される蒸気冷却方式のガスタービンにおいて、タービン
ディスク側とタービン翼側との各冷却媒体通路の継ぎ手
部のシール機能の向上を図り、蒸気冷却方式の実現性を
大きく前進させたガスタービンの冷却通路継ぎ手部のシ
ール構造を提供することを課題とする。 【解決手段】 ガスタービンディスクに設けたディスク
側冷却媒体通路と、翼根下部に設けた翼側冷却媒体通路
との継ぎ手部で、同継ぎ手部のシールポイントより回転
中心側にＯリングを配設するとともに、同Ｏリングの回
転中心側に当接してブッシュを配設してガスタービン冷
却通路継ぎ手部のシール構造を構成し、シールポイント
の摩耗が進行した場合でも前記Ｏリングによりシールを
受け持たせてシール性の重大な劣化を防ぎ、しかも、前
記ブッシュの遠心力でＯリングのシール面圧を上げてシ
ール性能のより一層の安定と強化を図るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はコンバインドサイク
ル発電プラント等に採用される蒸気冷却方式のガスター
ビンにおいて、ガスタービン翼の根部とガスタービンデ
ィスクの冷却媒体通路を連通する冷却通路継ぎ手部のシ
ール構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】コンバインドサイクル発電プラントは、
ガスタービンプラントと蒸気タービンプラントを組み合
わせた発電システムであり、熱エネルギーの高温域をガ
スタービンで、また、低温域を蒸気タービンでそれぞれ
分担して受持ち、熱エネルギーを有効に回収し、利用す
るようにしたものであり、近年特に脚光を浴びている発
電システムである。
【０００３】このようなコンバインドサイクル発電プラ
ントにおいては、トッピングサイクルのガスタービンを
冷却する手法が技術開発の一つの大きなテーマであり、
より効果的な冷却手法を求めて試行錯誤が重ねられた結
果、冷媒として圧縮空気を使用した空気冷却方式から、
ボトミングサイクルで得られる蒸気を使用する蒸気冷却
方式へと進展している状況にある。
【０００４】一方、蒸気冷却方式を採用するに際しては
冷却媒体である蒸気が経路の途中で漏洩するのを極力
防止することが大切であり、同蒸気経路の各所において
それぞれの位置における固有の配列構造および機能上の
特性等に応じて、種々の改良及び工夫が重ねられてい
る。
【０００５】これら個々に特徴のある蒸気経路の内、い
ま、ガスタービンディスクの冷却媒体通路からガスター
ビン翼の根部へ連通する冷却通路の継ぎ手部についてみ
ると、従来のこの部位における構成は一般に図２に示す
様な構造になっている。
【０００６】即ち、タービンディスク２に組み込まれた
タービン翼１には、タービンディスク２の内部を半径方
向に延びる冷却媒体通路４から、同タービン翼１の根部
を軸方向へ延びる冷却媒体通路３に供給された冷却蒸気
が、図中に矢印で示すように流入してタービン翼１の根
元部に設けられた通路（図示省略）に入り、更にタービ
ン翼１内部（図示省略）に送られ、翼全体を冷却する様
になっている。
【０００７】このタービンディスク２側の冷却媒体通路
４とタービン翼１側の冷却媒体通路３との連結部は、継
ぎ手部７で構成され、翼側は遠心力による面圧で、ま
た、ディスク側はディスク孔と継手部の嵌め合い隙間を
最小にすることによって、この部位において冷却蒸気の
漏れが極力少なくなるようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前記したような従来の
ものにおける継ぎ手部は、回転体に取りつけられている
ものであるために、振動の影響を直接受け、特に嵌め合
いによってシールしているディスク側は振動による摩耗
が懸念され、この摩耗が進行するとシール性を維持でき
なくなり、ガスタービンシステム自身の効果を低下させ
る原因にも発展するという問題点を含むものである。
【０００９】本発明はこの様な従来のものにおける問題
点を解消し、タービンディスク側とタービン翼側との各
冷却媒体通路の継ぎ手部のシール機能の向上を図ること
により、蒸気冷却方式の実現性を大きく前進させたガス
タービンの冷却通路継ぎ手部のシール構造を提供するこ
とを課題とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は前記した課題を
解決するべくなされたもので、ガスタービンディスクに
設けたディスク側冷却媒体通路と、翼根下部に設けた翼
側冷却媒体通路との継ぎ手部において、同継ぎ手部のシ
ールポイントより回転中心側にＯリングを配設するとと
もに、同Ｏリングの回転中心側に当接してブッシュを配
設してなるガスタービン冷却通路継ぎ手部のシール構造
を提供するものである。
【００１１】即ち、振動により摩耗が懸念される位置に
ある継ぎ手部のシールポイントより回転中心側にＯリン
グを配設することにより、シールポイントの摩耗が進行
した場合であってもこのＯリングによりシールを受け持
たせてシール性の重大な劣化を防ぎ、かつまた、同Ｏリ
ングの回転中心側に当接させたブッシュの遠心力でＯリ
ングのシール面圧を上げ、シール性能のより一層の安定
と強化を図るようにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図１に基
づいて説明する。なお、同図１は冷却通路の継ぎ手部を
抜き出して示し、他の部分は従来のものと同一であるの
で説明の重複を避けるべく省略している。
【００１３】また前記従来のものと同一の部位について
は、図中、および説明文中同一の符号を用いて示すこと
により、説明の重複は極力さけるようにしている。
【００１４】タービン翼１の冷却媒体通路３とタービン
ディスク２の冷却媒体通路４とを連絡する継ぎ手部７
は、タービンディスク２と連通する下方部分でその中央
部分で曲率半径の小さい球面で当接するディスク側シー
ルポイント１３を形成し、かつ、同ディスク側シールポ
イント１３より回転中心寄りにＯリング１０を配置し、
更に加えて前記Ｏリング１０に当接させてＯリングサポ
ートブッシュ１１を配置している。
【００１５】そして継ぎ手部７のタービン翼１と連通す
る上端側は、曲率半径の大きい球面で当接する翼側シー
ルポイント１２を有し、これら全体を併せて継ぎ手部７
を構成している。
【００１６】このように構成された本実施の形態におい
ては、曲率半径の大きい球面で当接することにより遠心
力によるシール面圧を維持できる継ぎ手部７の翼側シー
ルポイント１２、嵌め合いによる隙間を最小にすること
によってシール性を得るために遠心力によるシール面圧
を得られないディスク側シールポイント１３により継ぎ
手部７のシールは先ず受け持たれることになる。
【００１７】その後一定期間稼働が続いて振動等により
ディスク側シールポイント１３の摩耗が進行したとして
も同ディスク側シールポイント１３より更に回転中心寄
りに配置したＯリング１０によりシール機能が維持さ
れ、全体のシール性の重大な劣化は防ぐことができる。
【００１８】さらにこのＯリング１０の回転中心寄り
で、同Ｏリング１０に当接して配置されたＯリングサポ
ートブッシュ１１へ作用する遠心力は、Ｏリング１０の
シール面圧を高めるので、前記シール機能はより安定し
て維持されるものである。
【００１９】以上、本発明を図示の実施の形態について
説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、
本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えて
もよいことはいうまでもない。
【００２０】
【発明の効果】以上本発明によれば、ガスタービンディ
スクに設けたディスク側冷却媒体通路と、翼根下部に設
けた翼側冷却媒体通路との継ぎ手部において、同継ぎ手
部のシールポイントより回転中心側にＯリングを配設す
るとともに、同Ｏリングの回転中心側に当接してブッシ
ュを配設してガスタービン冷却通路継ぎ手部のシール構
造を構成しているので、振動により摩耗が懸念される位
置にある継ぎ手部のシールポイントより回転中心側に配
設したＯリングにより、シールポイントの摩耗が進行し
た場合でもシールを受け持たせてシール性の重大な劣化
を防ぎ、しかも、同Ｏリングの回転中心側に当接させた
ブッシュの遠心力でＯリングのシール面圧を上げてシー
ル性能のより一層の安定と強化を図るようにしたことに
より、ガスタービンのディスクから動翼に至る経路のシ
ールを確実に維持してシール性の向上を図り、以て蒸気
冷却方式の採用の実現性を大幅に促進することができた
ものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係わるガスタービン冷
却通路継ぎ手部のシール構造を概略的に示す説明図。
【図２】従来のガスタービン冷却通路継ぎ手部のシール
構造を概略的に示す説明図。
【符号の説明】
１ タービン翼 ２ タービンディスク ３ 冷却媒体通路 ４ 冷却媒体通路 ７ 継ぎ手部 １０ Ｏリング １１ Ｏリングサポートブッシュ １２ 翼側シールポイント １３ ディスク側シールポイント
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ１６Ｊ 15/10 Ｆ１６Ｊ 15/10 Ｃ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ガスタービンディスクに設けたディスク
    側冷却媒体通路と、翼根下部に設けた翼側冷却媒体通路
    との継ぎ手部において、同継ぎ手部のシールポイントよ
    り回転中心側にＯリングを配設するとともに、同Ｏリン
    グの回転中心側に当接してブッシュを配設してなること
    を特徴とするガスタービン冷却通路継ぎ手部のシール構
    造。
JP18653997A 1997-07-07 1997-07-11 ガスタービン冷却通路継ぎ手部のシール構造 Expired - Lifetime JP3722956B2 (ja)

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US09/109,379 US5971707A (en) 1997-07-07 1998-07-02 Gas turbine moving blade steam cooling system
DE69823744T DE69823744T2 (de) 1997-07-07 1998-07-02 Anordnung von Gasturbinenlaufschaufeln mit einem Dampfkühlungssystem
CA002242650A CA2242650C (en) 1997-07-07 1998-07-02 Gas turbine moving blade steam cooling system
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