JPH11324724A - ガスタービンのシール機構 - Google Patents
ガスタービンのシール機構Info
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- JPH11324724A JPH11324724A JP12997298A JP12997298A JPH11324724A JP H11324724 A JPH11324724 A JP H11324724A JP 12997298 A JP12997298 A JP 12997298A JP 12997298 A JP12997298 A JP 12997298A JP H11324724 A JPH11324724 A JP H11324724A
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Links
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Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 シンプルな構成によってシール効果を向上せ
しめる、ガスタービンの出力タービン軸のシール機構の
提供。 【解決手段】 ガスタービン1のケーシング7における
出力タービン軸3a貫通部に、出力タービン軸の外周に
僅かな隙間をおいて近接して配設された環状のシール部
材13と、該シール部材13の内周側に形成された環状
空間14と、該環状空間14から出力タービン3の下流
側の排気部7cに連通された燃焼ガスを排出するための
圧力逃がし管15とから構成されている。
しめる、ガスタービンの出力タービン軸のシール機構の
提供。 【解決手段】 ガスタービン1のケーシング7における
出力タービン軸3a貫通部に、出力タービン軸の外周に
僅かな隙間をおいて近接して配設された環状のシール部
材13と、該シール部材13の内周側に形成された環状
空間14と、該環状空間14から出力タービン3の下流
側の排気部7cに連通された燃焼ガスを排出するための
圧力逃がし管15とから構成されている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はガスタービンおよび
そのシール機構に関する。さらに詳しくは、ガスタービ
ンにおける出力タービン軸の貫通部から燃焼ガスが出力
取り出し側へ漏出するのを防止するためのシール機構、
およびこのシール機構が適用されるガスタービンであっ
て、ガス発生機の回転軸の方向と出力タービンの回転軸
の方向とが交差(直交を含む)するように構成されたガ
スタービンに関する。
そのシール機構に関する。さらに詳しくは、ガスタービ
ンにおける出力タービン軸の貫通部から燃焼ガスが出力
取り出し側へ漏出するのを防止するためのシール機構、
およびこのシール機構が適用されるガスタービンであっ
て、ガス発生機の回転軸の方向と出力タービンの回転軸
の方向とが交差(直交を含む)するように構成されたガ
スタービンに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のガスタービンとしては、図5に示
すように高温・高圧の燃焼ガスを発生させるガス発生機
52の回転軸52aとこの燃焼ガスのエネルギを回転力
として取り出すための出力タービン53の回転軸53a
とが同軸方向に配設されたもの(以下、横型ともいう)
が一般的である。
すように高温・高圧の燃焼ガスを発生させるガス発生機
52の回転軸52aとこの燃焼ガスのエネルギを回転力
として取り出すための出力タービン53の回転軸53a
とが同軸方向に配設されたもの(以下、横型ともいう)
が一般的である。
【0003】この横型ガスタービン51にける上記ガス
発生機52は、空気を圧縮するための圧縮機54、圧縮
された空気に燃料を噴射して燃焼させる燃焼器55、お
よび上記圧縮機54を回転駆動するための圧縮機駆動タ
ービン56から構成されている。そして、ガス発生機5
2から下流に噴射された燃焼ガスは方向転換させられず
に出力タービン53に作用し、その後にケーシング57
のスクロール流路部57aにおいて方向転換させられて
排出部57bに至る。なお、本明細書で用いる「上流」
「下流」なる語は燃焼ガスの流れ方向に基づく上流およ
び下流を意味し、「前部」は上流側を意味し、「後部」
なる語は下流側を意味する。
発生機52は、空気を圧縮するための圧縮機54、圧縮
された空気に燃料を噴射して燃焼させる燃焼器55、お
よび上記圧縮機54を回転駆動するための圧縮機駆動タ
ービン56から構成されている。そして、ガス発生機5
2から下流に噴射された燃焼ガスは方向転換させられず
に出力タービン53に作用し、その後にケーシング57
のスクロール流路部57aにおいて方向転換させられて
排出部57bに至る。なお、本明細書で用いる「上流」
「下流」なる語は燃焼ガスの流れ方向に基づく上流およ
び下流を意味し、「前部」は上流側を意味し、「後部」
なる語は下流側を意味する。
【0004】出力タービン53の回転軸53aはその後
方においてケーシング57および後述の軸受け台59a
を貫通して図示しないポンプや発電機などの被駆動機器
に連結されている。この回転軸53aが貫通するケーシ
ング57および後述の軸受け台59aの部位にはそれぞ
れシール部材58が配設され、回転軸53aの周囲から
の燃焼ガスの漏出を極力抑制している。シール部材58
が配設されたケーシング57貫通部の外方には回転軸5
3aを支持する軸受け部材59が配設されている。ケー
シング57における上記軸受け収容部を軸受け台59a
と呼ぶ。また、シール部材58は、貫通部の内周側に回
転軸53a外周に対応するように形成された多数本のラ
ビリンス溝58aを有している。燃焼ガスはこのラビリ
ンス溝58aによって圧力降下することによってその漏
洩が抑制されている。
方においてケーシング57および後述の軸受け台59a
を貫通して図示しないポンプや発電機などの被駆動機器
に連結されている。この回転軸53aが貫通するケーシ
ング57および後述の軸受け台59aの部位にはそれぞ
れシール部材58が配設され、回転軸53aの周囲から
の燃焼ガスの漏出を極力抑制している。シール部材58
が配設されたケーシング57貫通部の外方には回転軸5
3aを支持する軸受け部材59が配設されている。ケー
シング57における上記軸受け収容部を軸受け台59a
と呼ぶ。また、シール部材58は、貫通部の内周側に回
転軸53a外周に対応するように形成された多数本のラ
ビリンス溝58aを有している。燃焼ガスはこのラビリ
ンス溝58aによって圧力降下することによってその漏
洩が抑制されている。
【0005】なお、図中60は上方からの気流を横方向
に滑らかに転向させるためのカスケードベントである。
に滑らかに転向させるためのカスケードベントである。
【0006】一方、被駆動機器が立軸ポンプなどの場
合、ガス発生機と被駆動機器との軸方向を直角またはそ
の他の角度をもって交差させる場合がある。図6にこの
ような従来のガスタービン61を示す。本ガスタービン
61は、ガス発生機62の回転軸62aと出力タービン
63の回転軸63aとが直交したものである(以下、L
型ともいう)そして、燃焼ガスはガス発生機62と出力
タービン63との間でケーシング64のスクロール流路
部64aによって出力タービン63の方向にほぼ90°
その流路を変化させられ、出力タービン63を通過して
排出部64bに至る。出力タービン63の出力取り出し
方向は必然的に燃焼ガスの排出部64bとは反対側とな
るので、出力タービン63の回転軸63aはガス発生機
62と出力タービン63との間においてケーシング64
を貫通している。上記横型ガスタービン51(図5)と
同様に出力タービン63の回転軸63aは貫通部外方に
配設された軸受け台66a内の軸受け66によって回転
自在に支持されている。ケーシングにおける上記貫通部
および軸受け台66a貫通部にはシール部材65が配設
されている。このシール部材65もラビリンス溝65a
を有している。
合、ガス発生機と被駆動機器との軸方向を直角またはそ
の他の角度をもって交差させる場合がある。図6にこの
ような従来のガスタービン61を示す。本ガスタービン
61は、ガス発生機62の回転軸62aと出力タービン
63の回転軸63aとが直交したものである(以下、L
型ともいう)そして、燃焼ガスはガス発生機62と出力
タービン63との間でケーシング64のスクロール流路
部64aによって出力タービン63の方向にほぼ90°
その流路を変化させられ、出力タービン63を通過して
排出部64bに至る。出力タービン63の出力取り出し
方向は必然的に燃焼ガスの排出部64bとは反対側とな
るので、出力タービン63の回転軸63aはガス発生機
62と出力タービン63との間においてケーシング64
を貫通している。上記横型ガスタービン51(図5)と
同様に出力タービン63の回転軸63aは貫通部外方に
配設された軸受け台66a内の軸受け66によって回転
自在に支持されている。ケーシングにおける上記貫通部
および軸受け台66a貫通部にはシール部材65が配設
されている。このシール部材65もラビリンス溝65a
を有している。
【0007】このような従来のL型ガスタービンの一例
として特開平9−189240号公報に開示されたもの
が知られている。
として特開平9−189240号公報に開示されたもの
が知られている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記横型のガスタービ
ン51(図5)では出力タービン53の回転軸53aが
ケーシング57を貫通する部分が出力タービン53の下
流側に配設され、その位置では燃焼ガスの温度はたとえ
ば400〜500°C程度に低下しており、圧力も大気
圧に近い値となっている。したがって、貫通部のシール
部材58から外部への燃焼ガスの漏洩はきわめて少なく
問題とはならない。
ン51(図5)では出力タービン53の回転軸53aが
ケーシング57を貫通する部分が出力タービン53の下
流側に配設され、その位置では燃焼ガスの温度はたとえ
ば400〜500°C程度に低下しており、圧力も大気
圧に近い値となっている。したがって、貫通部のシール
部材58から外部への燃焼ガスの漏洩はきわめて少なく
問題とはならない。
【0009】しかしながら、L型ガスタービン61(図
6)にあっては回転軸63aの貫通部がガス発生機62
と出力タービン63との間に位置するため、そこでの燃
焼ガスの温度は600°Cを越えており、圧力は大気圧
に比べて高く(たとえば、2〜3kg/cm2g)、シー
ル部材65を挟んだケーシング64の内外、すなわち、
ケーシング64内と軸受け台66a内部との間には大き
な差圧が生じている。したがって、ケーシング64内か
ら燃焼ガスが漏出し、軸受け台66a内の軸受け66や
周辺機器を加熱してしまうこととなる。また、軸受け台
66内部の圧力が高くなり、軸受け台66aの被駆動機
器側のシール部材65からガスとともに潤滑油が外方へ
漏出する等、種々の不具合を発生するおそれがある。
6)にあっては回転軸63aの貫通部がガス発生機62
と出力タービン63との間に位置するため、そこでの燃
焼ガスの温度は600°Cを越えており、圧力は大気圧
に比べて高く(たとえば、2〜3kg/cm2g)、シー
ル部材65を挟んだケーシング64の内外、すなわち、
ケーシング64内と軸受け台66a内部との間には大き
な差圧が生じている。したがって、ケーシング64内か
ら燃焼ガスが漏出し、軸受け台66a内の軸受け66や
周辺機器を加熱してしまうこととなる。また、軸受け台
66内部の圧力が高くなり、軸受け台66aの被駆動機
器側のシール部材65からガスとともに潤滑油が外方へ
漏出する等、種々の不具合を発生するおそれがある。
【0010】本発明はかかる課題を解決するためになさ
れたものであり、出力タービンの回転軸のケーシング貫
通部に至った燃焼ガスを外方へ漏出させることなく処理
することによって外部の諸機器に悪影響が及ぶことを防
止しうるシール機構を提供することを目的としている。
れたものであり、出力タービンの回転軸のケーシング貫
通部に至った燃焼ガスを外方へ漏出させることなく処理
することによって外部の諸機器に悪影響が及ぶことを防
止しうるシール機構を提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明のシール機構は、
高温高圧のガスを発生させるためのガス発生機と、該ガ
ス発生機の回転軸に対して交差する方向にその回転軸が
配置された、ガスのエネルギを回転力として取り出すた
めの出力タービンとを有するガスタービンにおける、出
力タービンの回転軸の貫通部のシール機構であって、上
記貫通部における出力タービンの回転軸回りに配設され
た環状のシール部材と、該シール部に配設された燃焼ガ
スを排出するための圧力逃がし手段とを備えてなること
を特徴としている。
高温高圧のガスを発生させるためのガス発生機と、該ガ
ス発生機の回転軸に対して交差する方向にその回転軸が
配置された、ガスのエネルギを回転力として取り出すた
めの出力タービンとを有するガスタービンにおける、出
力タービンの回転軸の貫通部のシール機構であって、上
記貫通部における出力タービンの回転軸回りに配設され
た環状のシール部材と、該シール部に配設された燃焼ガ
スを排出するための圧力逃がし手段とを備えてなること
を特徴としている。
【0012】したがって、上記シール部に至った燃焼ガ
スを逃がすことができるので、その燃焼ガスの上記貫通
部から外部への漏洩を効果的に防止することができる。
スを逃がすことができるので、その燃焼ガスの上記貫通
部から外部への漏洩を効果的に防止することができる。
【0013】そして、上記シール部材を出力タービン軸
の外周に僅かな隙間をおいて近接させ、シール部材の内
周と出力タービン軸の外周との間に環状空間を形成し、
上記圧力逃がし手段を該環状空間から低圧部に連通され
た圧力逃がし通路から構成することにより、シール部お
よび出力タービン軸の損傷等を防止しつつ上記作用効果
を奏することができる。また、かかる作用効果をシンプ
ルな構成によって奏せしめるため、シール部の長寿命化
が可能となり且つメンテナンス性も向上する。
の外周に僅かな隙間をおいて近接させ、シール部材の内
周と出力タービン軸の外周との間に環状空間を形成し、
上記圧力逃がし手段を該環状空間から低圧部に連通され
た圧力逃がし通路から構成することにより、シール部お
よび出力タービン軸の損傷等を防止しつつ上記作用効果
を奏することができる。また、かかる作用効果をシンプ
ルな構成によって奏せしめるため、シール部の長寿命化
が可能となり且つメンテナンス性も向上する。
【0014】なお、低圧部とは、たとえば後述の出力タ
ービンの下流側であり、また、ガスタービンのケーシン
グの外部に別途設けられる排ガス処理部等である。
ービンの下流側であり、また、ガスタービンのケーシン
グの外部に別途設けられる排ガス処理部等である。
【0015】また、上記圧力逃がし通路を、上記環状空
間から出力タービンの翼列の出口部に連通することによ
り、出力タービンの翼列の出口部における燃焼ガスの高
速流によって上記環状空間内の燃焼ガスを吸引する作用
を利用することができるため、上記貫通部から外部への
燃焼ガスの漏洩をより一層効果的に防止できる。
間から出力タービンの翼列の出口部に連通することによ
り、出力タービンの翼列の出口部における燃焼ガスの高
速流によって上記環状空間内の燃焼ガスを吸引する作用
を利用することができるため、上記貫通部から外部への
燃焼ガスの漏洩をより一層効果的に防止できる。
【0016】さらに、上記出力タービンの出力取り出し
側に、出力タービンの回転軸を回転自在に支持する軸受
け台が配設されたガスタービンにおいて、上記貫通部を
該軸受け台における出力タービン側壁と出力取り出し側
壁とに形成し、該貫通部それぞれに上記シール部を配設
し、上記圧力逃がし手段が両シール部をも連通するよう
に構成することにより、前述のシール効果を奏しうるこ
とはもとより、軸受け台の両シール部における圧力が略
同一となるため、軸受け台内部を通過するガス流が無く
なるのでガスに対するシール効果が向上し、また、潤滑
油などの漏洩も防止することができる。
側に、出力タービンの回転軸を回転自在に支持する軸受
け台が配設されたガスタービンにおいて、上記貫通部を
該軸受け台における出力タービン側壁と出力取り出し側
壁とに形成し、該貫通部それぞれに上記シール部を配設
し、上記圧力逃がし手段が両シール部をも連通するよう
に構成することにより、前述のシール効果を奏しうるこ
とはもとより、軸受け台の両シール部における圧力が略
同一となるため、軸受け台内部を通過するガス流が無く
なるのでガスに対するシール効果が向上し、また、潤滑
油などの漏洩も防止することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】添付図面に示される実施形態に基
づいて本発明のシール機構を説明する。
づいて本発明のシール機構を説明する。
【0018】図1は本発明のシール機構の一実施形態が
適用されたガスタービンの一例を示す断面図である。図
2は図1のガスタービンにおけるシール機構の部位を示
す断面図である。図3は図2のシール機構が適用された
ガスタービンの他の例を示す断面図である。図4は本発
明のシール機構の他の実施形態が適用されたガスタービ
ンの一例を示す断面図である。
適用されたガスタービンの一例を示す断面図である。図
2は図1のガスタービンにおけるシール機構の部位を示
す断面図である。図3は図2のシール機構が適用された
ガスタービンの他の例を示す断面図である。図4は本発
明のシール機構の他の実施形態が適用されたガスタービ
ンの一例を示す断面図である。
【0019】図1に示すのはL型ガスタービン1であ
り、ガス発生機2の回転軸2aとこの燃焼ガスのエネル
ギを回転力として取り出すための出力タービン3の回転
軸(以下、出力タービン軸ともいう)3aとが直交する
方向に配置されたものである。
り、ガス発生機2の回転軸2aとこの燃焼ガスのエネル
ギを回転力として取り出すための出力タービン3の回転
軸(以下、出力タービン軸ともいう)3aとが直交する
方向に配置されたものである。
【0020】上記ガス発生機2は、吸引された空気を圧
縮するための圧縮機4、圧縮された空気に燃料を噴射し
て燃焼させる燃焼器5、および上記圧縮機4を回転駆動
するための圧縮機駆動タービン6から構成されている。
縮するための圧縮機4、圧縮された空気に燃料を噴射し
て燃焼させる燃焼器5、および上記圧縮機4を回転駆動
するための圧縮機駆動タービン6から構成されている。
【0021】上記ガス発生機2と出力タービン3とはケ
ーシング7内に収容されている。そして、ケーシングの
吸気部7aを通して吸引された空気は圧縮機4によって
圧縮されたのち燃焼器5において燃料と混合されて燃焼
させられて燃焼ガスとなり、圧縮機駆動タービン6を回
転せしめてガス発生機2から後方に噴射される。つい
で、ケーシング7のスクロール流路部7bによってほぼ
90°方向転換させられて出力タービン3に至り、出力
タービン3を回転せしめたのちにケーシング7の排気部
7cに至る。
ーシング7内に収容されている。そして、ケーシングの
吸気部7aを通して吸引された空気は圧縮機4によって
圧縮されたのち燃焼器5において燃料と混合されて燃焼
させられて燃焼ガスとなり、圧縮機駆動タービン6を回
転せしめてガス発生機2から後方に噴射される。つい
で、ケーシング7のスクロール流路部7bによってほぼ
90°方向転換させられて出力タービン3に至り、出力
タービン3を回転せしめたのちにケーシング7の排気部
7cに至る。
【0022】出力タービン軸3aにはタービンブレード
8が放射状に配設されたディスク9が複数段配設されて
おり、ケーシング7の内周面からは上記ディスク9と交
互に配列された静翼10が突設されている。
8が放射状に配設されたディスク9が複数段配設されて
おり、ケーシング7の内周面からは上記ディスク9と交
互に配列された静翼10が突設されている。
【0023】出力タービン軸3aは上記排気部7cとは
反対側に延び、ケーシング7を貫通してケーシング7の
外部の軸受け11に回転自在に支持されている。この軸
受け11はケーシング7に付設された軸受け台11aに
収容されている。また出力タービン軸3aは、その軸受
け11より後方の軸受け台11aの壁11bを貫通して
図示しないポンプや発電機などの被駆動機器に連結され
ている。
反対側に延び、ケーシング7を貫通してケーシング7の
外部の軸受け11に回転自在に支持されている。この軸
受け11はケーシング7に付設された軸受け台11aに
収容されている。また出力タービン軸3aは、その軸受
け11より後方の軸受け台11aの壁11bを貫通して
図示しないポンプや発電機などの被駆動機器に連結され
ている。
【0024】上記排気部7cにおける燃焼ガスの圧力は
大気圧に近くなっており、軸受け台11a内部の圧力も
ほぼ大気圧となっている。
大気圧に近くなっており、軸受け台11a内部の圧力も
ほぼ大気圧となっている。
【0025】上記ケーシング7における出力タービン軸
3aの貫通部にはシール機構12が施されている。この
シール機構12は、出力タービン軸3a回りに近接して
配設された環状のシール部材13を備えている。このシ
ール部材13における出力タービン軸3aの外周に対応
する内周面には周方向の多数本のラビリンス溝14aと
その中間部に環状の空間14が形成されている。したが
って、燃焼ガスはラビリンス溝14aを通過するうちに
圧力降下しながらも上記環状溝14に侵入する。この環
状空間14は周方向に形成された一条のみの溝であって
もよく、また、相互に独立した複数上の溝であってもよ
い。
3aの貫通部にはシール機構12が施されている。この
シール機構12は、出力タービン軸3a回りに近接して
配設された環状のシール部材13を備えている。このシ
ール部材13における出力タービン軸3aの外周に対応
する内周面には周方向の多数本のラビリンス溝14aと
その中間部に環状の空間14が形成されている。したが
って、燃焼ガスはラビリンス溝14aを通過するうちに
圧力降下しながらも上記環状溝14に侵入する。この環
状空間14は周方向に形成された一条のみの溝であって
もよく、また、相互に独立した複数上の溝であってもよ
い。
【0026】一方、上記シール部材13から上記排気部
7cの出力タービン翼列出口には圧力逃がし手段たる圧
力逃がし管15が配管されており、それによって上記環
状空間14内と出力タービン翼列出口とが連通されてい
る。出力タービン翼列出口は排気部7cのうちでも燃焼
ガスが高速で流れる部分であり、通常この部分の静圧は
負圧となっている。この圧力逃がし管15は一本であっ
ても二本以上であってもよい。環状空間14の大きさや
圧力逃がし管15の内径に応じて本数を設定すればよ
い。
7cの出力タービン翼列出口には圧力逃がし手段たる圧
力逃がし管15が配管されており、それによって上記環
状空間14内と出力タービン翼列出口とが連通されてい
る。出力タービン翼列出口は排気部7cのうちでも燃焼
ガスが高速で流れる部分であり、通常この部分の静圧は
負圧となっている。この圧力逃がし管15は一本であっ
ても二本以上であってもよい。環状空間14の大きさや
圧力逃がし管15の内径に応じて本数を設定すればよ
い。
【0027】かかる構成により、環状空間14内に侵入
した燃焼ガスは軸受け台11a方向には漏洩せずに、上
記圧力逃がし管15によって低圧部である上記排気部7
cへ流れる。このようにして、従来のL型ガスタービン
における、より高圧の燃焼ガスが環状空間14内に侵入
しても、燃焼ガスの軸受け台11a方向への漏出が防止
される。
した燃焼ガスは軸受け台11a方向には漏洩せずに、上
記圧力逃がし管15によって低圧部である上記排気部7
cへ流れる。このようにして、従来のL型ガスタービン
における、より高圧の燃焼ガスが環状空間14内に侵入
しても、燃焼ガスの軸受け台11a方向への漏出が防止
される。
【0028】このように、溝と配管というたいへんシン
プルな構成によってシール効果が向上するのであり、製
造コストの低廉化、およびシール機構の長寿命化が可能
となる。
プルな構成によってシール効果が向上するのであり、製
造コストの低廉化、およびシール機構の長寿命化が可能
となる。
【0029】なお、圧力逃がし手段としては、とくに上
記のような配管に限定されることはなく、ガスタービン
1のケーシング7などの壁の中に穿孔されたマニホール
ド状の空洞であってもよい。要するに、環状空間14内
に侵入した燃焼ガスを逃がしうる通路であればよい。
記のような配管に限定されることはなく、ガスタービン
1のケーシング7などの壁の中に穿孔されたマニホール
ド状の空洞であってもよい。要するに、環状空間14内
に侵入した燃焼ガスを逃がしうる通路であればよい。
【0030】また、出力タービン軸3aが貫通する上記
軸受け台11aの壁11bの貫通部にも第二の環状シー
ル部材18が配設されている。このシール部材18には
ラビリンス溝のみが形成されており、とくに環状空間1
4や圧力逃がし管15は配設されていない。
軸受け台11aの壁11bの貫通部にも第二の環状シー
ル部材18が配設されている。このシール部材18には
ラビリンス溝のみが形成されており、とくに環状空間1
4や圧力逃がし管15は配設されていない。
【0031】上記シール部材13をより詳細に示すの
が、図1のA部の拡大図である図2である。図中、出力
タービン軸3aにおける第一段めのディスク9の前部
(軸受け11寄り)が、出力タービン軸3aのケーシン
グ7貫通部である。出力タービン軸3aにおける上記貫
通部外周には環状の溝部材16が固設されている。そし
て、ケーシング7における貫通部内周には、上記溝部材
16に対応するように近接してシール部材13が固設さ
れている。このシール部材13の内周には周方向の上記
環状溝14が形成されている。上記溝部材16の外周に
も溝16aが形成されており、この溝16aとシール部
材13の環状溝14とで環状空間17が形成されてい
る。図1では上記環状溝14のみが図示されているが、
環状空間17は図1のように環状溝14のみから構成さ
れるものであってもよく、また、溝部材16の溝16a
のみから構成されるものであってもよい。
が、図1のA部の拡大図である図2である。図中、出力
タービン軸3aにおける第一段めのディスク9の前部
(軸受け11寄り)が、出力タービン軸3aのケーシン
グ7貫通部である。出力タービン軸3aにおける上記貫
通部外周には環状の溝部材16が固設されている。そし
て、ケーシング7における貫通部内周には、上記溝部材
16に対応するように近接してシール部材13が固設さ
れている。このシール部材13の内周には周方向の上記
環状溝14が形成されている。上記溝部材16の外周に
も溝16aが形成されており、この溝16aとシール部
材13の環状溝14とで環状空間17が形成されてい
る。図1では上記環状溝14のみが図示されているが、
環状空間17は図1のように環状溝14のみから構成さ
れるものであってもよく、また、溝部材16の溝16a
のみから構成されるものであってもよい。
【0032】また、上記環状空間17の両側に狭い隙間
Sa、Sbが形成されるが、この部分にラビリンス溝1
4aが形成されている。
Sa、Sbが形成されるが、この部分にラビリンス溝1
4aが形成されている。
【0033】環状空間17には上記圧力逃がし管15の
一端が接続されている。圧力逃がし管15の中間部分は
その図示が省略されているが、図1に示すと同様にケー
シング7のスクロール流路部7bの外方を通して出力タ
ービン翼列の出口に接続されている。圧力逃がし管15
の内径側断面積、すなわち燃焼ガスの通路面積は、上記
環状空間17の軸受け台11a側の隙間Sbの面積より
も大きくされている。
一端が接続されている。圧力逃がし管15の中間部分は
その図示が省略されているが、図1に示すと同様にケー
シング7のスクロール流路部7bの外方を通して出力タ
ービン翼列の出口に接続されている。圧力逃がし管15
の内径側断面積、すなわち燃焼ガスの通路面積は、上記
環状空間17の軸受け台11a側の隙間Sbの面積より
も大きくされている。
【0034】上記圧力逃がし管15は、その他端が図1
に示すように下流に向いた姿勢で、燃焼ガスが高速で流
れる出力タービン翼列の出口に挿入されているため、高
速の燃焼ガス流による吸引効果(エゼクター効果)が作
用する。
に示すように下流に向いた姿勢で、燃焼ガスが高速で流
れる出力タービン翼列の出口に挿入されているため、高
速の燃焼ガス流による吸引効果(エゼクター効果)が作
用する。
【0035】ケーシング7における上記シール部材13
より前部には、出力タービン軸3aの軸受け11が配設
されている。
より前部には、出力タービン軸3aの軸受け11が配設
されている。
【0036】図3に示すL型ガスタービン21は、その
出力タービン軸22aの軸受け台23が出力タービン2
2より下流に配設されたものである。軸受け台23はケ
ーシング7内部に形成された複数本のストラット24に
よって支持されている。出力タービン軸22aがケーシ
ング25を貫通する部位には前述のガスタービン1にお
けると同一のシール機構12、すなわち、環状溝14が
形成された環状のシール部材13および圧力逃がし管1
5が配設されている。したがって、この部分のシール機
構の説明は省略する。また、その他の部分の構造も前述
のガスタービン1(図1)と同様であるため、説明は省
略する。
出力タービン軸22aの軸受け台23が出力タービン2
2より下流に配設されたものである。軸受け台23はケ
ーシング7内部に形成された複数本のストラット24に
よって支持されている。出力タービン軸22aがケーシ
ング25を貫通する部位には前述のガスタービン1にお
けると同一のシール機構12、すなわち、環状溝14が
形成された環状のシール部材13および圧力逃がし管1
5が配設されている。したがって、この部分のシール機
構の説明は省略する。また、その他の部分の構造も前述
のガスタービン1(図1)と同様であるため、説明は省
略する。
【0037】上記軸受け台23における出力タービン軸
22aが貫通する部分には、出力タービン軸22a回り
に近接した環状のシール部材18が配設されている。こ
のシール部材18の内周面にも環状空間27が形成され
ている。軸受け台23におけるシール部材18の配設位
置では、従来の横型ガスタービン51(図5)における
シール部材58配設位置と同様に、燃焼ガスの温度は低
下し、圧力も大気圧に近いものとなっているため、前述
の圧力逃がし管15は配設されていない。
22aが貫通する部分には、出力タービン軸22a回り
に近接した環状のシール部材18が配設されている。こ
のシール部材18の内周面にも環状空間27が形成され
ている。軸受け台23におけるシール部材18の配設位
置では、従来の横型ガスタービン51(図5)における
シール部材58配設位置と同様に、燃焼ガスの温度は低
下し、圧力も大気圧に近いものとなっているため、前述
の圧力逃がし管15は配設されていない。
【0038】もちろん圧力逃がし管15を設けてもよ
い。その場合は圧力逃がし管の他端は前述と同様に、下
流に向いた姿勢でケーシング25の排気部25cにおけ
る高流速部に挿入してエゼクター効果を利用するのが好
ましい。
い。その場合は圧力逃がし管の他端は前述と同様に、下
流に向いた姿勢でケーシング25の排気部25cにおけ
る高流速部に挿入してエゼクター効果を利用するのが好
ましい。
【0039】図4に示すL型ガスタービン31にも、そ
のケーシング32における出力タービン軸3aの貫通部
には上記ガスタービン1(図1)と同じく環状空間14
を備えたシール部材13が配設されている。さらにこの
ガスタービン31には、軸受け台33aの後方壁33b
における出力タービン軸3aの貫通部にも上記シール部
材13と同様な環状空間34が形成されたシール部材3
5が配設されている。そして、上記両環状空間14、3
4同士を連通したうえで排気部32cの出力タービン翼
列出口と連通する圧力逃がし管36が接続されている。
その他の構成は図1のガスタービン1と同等であるため
説明は省略して同一部材に同一符号を付記している。
のケーシング32における出力タービン軸3aの貫通部
には上記ガスタービン1(図1)と同じく環状空間14
を備えたシール部材13が配設されている。さらにこの
ガスタービン31には、軸受け台33aの後方壁33b
における出力タービン軸3aの貫通部にも上記シール部
材13と同様な環状空間34が形成されたシール部材3
5が配設されている。そして、上記両環状空間14、3
4同士を連通したうえで排気部32cの出力タービン翼
列出口と連通する圧力逃がし管36が接続されている。
その他の構成は図1のガスタービン1と同等であるため
説明は省略して同一部材に同一符号を付記している。
【0040】そうすることにより、ケーシング32内と
軸受け台33aの内部とのシール効果を奏しうることは
もとより、軸受け台33a内部と被駆動機器側の外部と
のシール効果も向上する。さらに、軸受け台33aの両
貫通部における圧力が略同一となるため、軸受け台33
a内部を通過するガス流が無くなるので潤滑油などの漏
洩も防止することができる。
軸受け台33aの内部とのシール効果を奏しうることは
もとより、軸受け台33a内部と被駆動機器側の外部と
のシール効果も向上する。さらに、軸受け台33aの両
貫通部における圧力が略同一となるため、軸受け台33
a内部を通過するガス流が無くなるので潤滑油などの漏
洩も防止することができる。
【0041】如上の実施形態では環状空間14、34に
接続された圧力逃がし管15、36の他端はケーシング
7、25、32の排気部7c、25c、32cに挿入さ
れているが、本発明ではとくにその構成に限定されるこ
とはない。たとえば、ケーシング7、25、32の外部
に大気圧または大気圧に近い内圧のタンクなどからなる
排気処理部(図示しない)を配設し、この排気処理部に
上記圧力逃がし管15、36の他端を接続して環状空間
内の燃焼ガスを排出してもよい。
接続された圧力逃がし管15、36の他端はケーシング
7、25、32の排気部7c、25c、32cに挿入さ
れているが、本発明ではとくにその構成に限定されるこ
とはない。たとえば、ケーシング7、25、32の外部
に大気圧または大気圧に近い内圧のタンクなどからなる
排気処理部(図示しない)を配設し、この排気処理部に
上記圧力逃がし管15、36の他端を接続して環状空間
内の燃焼ガスを排出してもよい。
【0042】
【発明の効果】本発明のシール機構によれば、シール部
に至った燃焼ガスを所定場所に逃がすことができるの
で、その燃焼ガスの上記貫通部から外部への漏洩を効果
的に防止することができ、また、シール部の劣化を抑制
することができる。上記燃焼ガスを出力タービンのすぐ
下流側の高速流部に逃がせば吸引効果を利用することが
できるため、シール効果が一層向上する。
に至った燃焼ガスを所定場所に逃がすことができるの
で、その燃焼ガスの上記貫通部から外部への漏洩を効果
的に防止することができ、また、シール部の劣化を抑制
することができる。上記燃焼ガスを出力タービンのすぐ
下流側の高速流部に逃がせば吸引効果を利用することが
できるため、シール効果が一層向上する。
【図1】本発明のシール機構の一実施形態が適用された
ガスタービンの一例を示す断面図である。
ガスタービンの一例を示す断面図である。
【図2】図1のガスタービンにおけるシール機構の部位
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図3】図2のシール機構が適用されたガスタービンの
他の例を示す断面図である。
他の例を示す断面図である。
【図4】本発明のシール機構の他の実施形態が適用され
たガスタービンの一例を示す断面図である。
たガスタービンの一例を示す断面図である。
【図5】従来のシール機構が適用されたガスタービンの
一例を示す断面図である。
一例を示す断面図である。
【図6】従来のシール機構が適用されたガスタービンの
他の例を示す断面図である。
他の例を示す断面図である。
1・・・ガスタービン 2・・・ガス発生機 2a・・回転軸 3・・・出力タービン 3a・・出力タービン軸 4・・・圧縮機 5・・・燃焼器 6・・・圧縮機駆動タービン 7・・・ケーシング 7a・・吸気部 7b・・スクロール流路部 7c・・排気部 8・・・タービンブレード 9・・・ディスク 10・・・静翼 11・・・軸受け 11a・・軸受け台 11b・・後方壁 12・・・シール機構 13・・・シール部材 14・・・環状空間 14a・・ラビリンス溝 15・・・圧力逃がし管 16・・・溝部材 16a・・溝 17・・・環状空間 18・・・シール部材 21・・・ガスタービン 22・・・出力タービン 22a・・出力タービン軸 23・・・軸受け台 24・・・ストラット 25・・・ケーシング 25c・・排気部 27・・・環状空間 31・・・ガスタービン 32・・・ケーシング 32c・・排気部 33a・・軸受け台 33b・・後方壁 34・・・環状空間 35・・・シール部材 36・・・圧力逃がし管 Sa・・隙間 Sb・・隙間
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成11年4月28日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明のシール機構は、
高温高圧のガスを発生させるためのガス発生機と、該ガ
ス発生機の回転軸に対して交差する方向にその回転軸が
配置された、ガスのエネルギを回転力として取り出すた
めの出力タービンとを有するガスタービンにおける、出
力タービンの回転軸の貫通部のシール機構であって、上
記貫通部における出力タービンの回転軸回りに配設され
た環状のシール部材と、該シール部に配設された燃焼ガ
スを排出するための圧力逃がし手段とを備えており、上
記出力タービンの出力取り出し側に、出力タービンの回
転軸を回転自在に支持する軸受け台が配設されており、
上記貫通部が該軸受け台における出力タービン側壁と出
力取り出し側壁とに形成されており、該貫通部それぞれ
に上記シール部が配設されており、上記圧力逃がし手段
が両シール部をも連通してなることを特徴としている。
高温高圧のガスを発生させるためのガス発生機と、該ガ
ス発生機の回転軸に対して交差する方向にその回転軸が
配置された、ガスのエネルギを回転力として取り出すた
めの出力タービンとを有するガスタービンにおける、出
力タービンの回転軸の貫通部のシール機構であって、上
記貫通部における出力タービンの回転軸回りに配設され
た環状のシール部材と、該シール部に配設された燃焼ガ
スを排出するための圧力逃がし手段とを備えており、上
記出力タービンの出力取り出し側に、出力タービンの回
転軸を回転自在に支持する軸受け台が配設されており、
上記貫通部が該軸受け台における出力タービン側壁と出
力取り出し側壁とに形成されており、該貫通部それぞれ
に上記シール部が配設されており、上記圧力逃がし手段
が両シール部をも連通してなることを特徴としている。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】したがって、上記シール部に至った燃焼ガ
スを逃がすことができるので、その燃焼ガスの上記貫通
部から外部への漏洩を効果的に防止することができる。
さらに、上記出力タービンの出力取り出し側に、出力タ
ービンの回転軸を回転自在に支持する軸受け台が配設さ
れたガスタービンにおいて、上記貫通部を該軸受け台に
おける出力タービン側壁と出力取り出し側壁とに形成
し、該貫通部それぞれに上記シール部を配設し、上記圧
力逃がし手段が両シール部をも連通するようにも構成し
ているので、前述のシール効果を奏しうることはもとよ
り、軸受け台の両シール部における圧力が略同一となる
ため、軸受け台内部を通過するガス流が無くなるのでガ
スに対するシール効果が向上し、また、潤滑油などの漏
洩も防止することができる。
スを逃がすことができるので、その燃焼ガスの上記貫通
部から外部への漏洩を効果的に防止することができる。
さらに、上記出力タービンの出力取り出し側に、出力タ
ービンの回転軸を回転自在に支持する軸受け台が配設さ
れたガスタービンにおいて、上記貫通部を該軸受け台に
おける出力タービン側壁と出力取り出し側壁とに形成
し、該貫通部それぞれに上記シール部を配設し、上記圧
力逃がし手段が両シール部をも連通するようにも構成し
ているので、前述のシール効果を奏しうることはもとよ
り、軸受け台の両シール部における圧力が略同一となる
ため、軸受け台内部を通過するガス流が無くなるのでガ
スに対するシール効果が向上し、また、潤滑油などの漏
洩も防止することができる。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0018
【補正方法】変更
【補正内容】
【0018】図1はシール機構が適用されたガスタービ
ンの一例を示す断面図である。図2は図1のガスタービ
ンにおけるシール機構の部位を示す断面図である。図3
は図2のシール機構が適用されたガスタービンの他の例
を示す断面図である。図4は本発明のシール機構の実施
形態が適用されたガスタービンの一例を示す断面図であ
る。
ンの一例を示す断面図である。図2は図1のガスタービ
ンにおけるシール機構の部位を示す断面図である。図3
は図2のシール機構が適用されたガスタービンの他の例
を示す断面図である。図4は本発明のシール機構の実施
形態が適用されたガスタービンの一例を示す断面図であ
る。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】シール機構が適用されたガスタービンの一例を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図2】図1のガスタービンにおけるシール機構の部位
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図3】図2のシール機構が適用されたガスタービンの
他の例を示す断面図である。
他の例を示す断面図である。
【図4】本発明のシール機構の実施形態が適用されたガ
スタービンの一例を示す断面図である。
スタービンの一例を示す断面図である。
【図5】従来のシール機構が適用されたガスタービンの
一例を示す断面図である。
一例を示す断面図である。
【図6】従来のシール機構が適用されたガスタービンの
他の例を示す断面図である。
他の例を示す断面図である。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】削除
Claims (4)
- 【請求項1】 高温高圧のガスを発生させるためのガス
発生機と、該ガス発生機の回転軸に対して交差する方向
にその回転軸が配置された、ガスのエネルギを回転力と
して取り出すための出力タービンとを有するガスタービ
ンにおける、出力タービンの回転軸の貫通部のシール機
構であって、 上記貫通部における出力タービンの回転軸回りに配設さ
れた環状のシール部材と、該シール部に配設された燃焼
ガスを排出するための圧力逃がし手段とを備えてなるこ
とを特徴とするガスタービンのシール機構。 - 【請求項2】 上記シール部材が出力タービン軸の外周
に僅かな隙間をおいて近接しており、シール部材の内周
と出力タービン軸の外周との間に環状空間が形成されて
おり、上記圧力逃がし手段が該環状空間から低圧部に連
通された圧力逃がし通路から構成されてなる請求項1記
載のガスタービンのシール機構。 - 【請求項3】 上記圧力逃がし通路が、上記環状空間か
ら出力タービンの翼列の出口部に連通されてなる請求項
2記載のガスタービンのシール機構。 - 【請求項4】 上記出力タービンの出力取り出し側に、
出力タービンの回転軸を回転自在に支持する軸受け台が
配設されており、上記貫通部が該軸受け台における出力
タービン側壁と出力取り出し側壁とに形成されており、
該貫通部それぞれに上記シール部が配設されており、上
記圧力逃がし手段が両シール部をも連通してなる請求項
1記載のガスタービンのシール機構。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12997298A JP2938856B1 (ja) | 1998-05-13 | 1998-05-13 | ガスタービンのシール機構 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12997298A JP2938856B1 (ja) | 1998-05-13 | 1998-05-13 | ガスタービンのシール機構 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2938856B1 JP2938856B1 (ja) | 1999-08-25 |
JPH11324724A true JPH11324724A (ja) | 1999-11-26 |
Family
ID=15022998
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12997298A Expired - Fee Related JP2938856B1 (ja) | 1998-05-13 | 1998-05-13 | ガスタービンのシール機構 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2938856B1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008525680A (ja) * | 2004-10-07 | 2008-07-17 | ボルボ エアロ コーポレイション | ガスタービン中間構造および該中間構造を含むガスタービンエンジン |
JP2009216083A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-09-24 | General Electric Co <Ge> | 発電用タービンシステム |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2952694A1 (en) * | 2014-06-06 | 2015-12-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for managing a gas turbine assembly at low speed and corresponding gas turbine assembly |
-
1998
- 1998-05-13 JP JP12997298A patent/JP2938856B1/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008525680A (ja) * | 2004-10-07 | 2008-07-17 | ボルボ エアロ コーポレイション | ガスタービン中間構造および該中間構造を含むガスタービンエンジン |
JP2009216083A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-09-24 | General Electric Co <Ge> | 発電用タービンシステム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2938856B1 (ja) | 1999-08-25 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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