JPH11336506A - ガスタービンのシール分割面接合構造 - Google Patents

ガスタービンのシール分割面接合構造

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JPH11336506A JP13976798A JP13976798A JPH11336506A JP H11336506 A JPH11336506 A JP H11336506A JP 13976798 A JP13976798 A JP 13976798A JP 13976798 A JP13976798 A JP 13976798A JP H11336506 A JPH11336506 A JP H11336506A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガスタービンのシールリング分割面の構造に
関し、分割面の端部形状を直角切断面とし、シール空気
の漏れ量を低減させる。 【解決手段】 静翼内側のシールリング保持環1は上流
側にブラシシール3,4をそれぞれボルト5,6で固定
し、ロータディスク19との間のシールを構成する。
又、下流側にはシールリング2をボルト7で固定して支
持し、ディスク19側のシール部8とシールを構成す
る。ブラシシール3,4とシールリング2は円環状で分
割構造であり、各分割片同志は隙間を有し、シール用空
気が上流側から隙間を通って下流側へ漏れるが、この分
割片端部を直角切断面として隙間の形状を迂回路とした
ことにより、空気流路の抵抗を大きくし、漏れ空気量を
少くする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はガスタービンのシー
ル分割面接合構造に関し、シール分割面からの漏れ空気
量を少くし、シール性能を向上させるような構造とした
ものである。
【0002】
【従来の技術】図5は従来のガスタービンの一般的なシ
ール構造を示す断面図である。図において、11は静
翼、12はその外側シュラウドであり、外側シュラウド
12は翼環30に支持されている。13は内側シュラウ
ドであり、14はそのフランジ部、15はシールリング
保持環である。シールリング保持環15は内側シュラウ
ド13のフランジ部14に保持されており、その内側
(ロータ側)にはシールリング16を支持している。1
7,18はシール部であり、ロータディスク19側には
17a,17bのシール用フィンが設けられ、シールリ
ング16のシール部と対向してシール部を構成してい
る。21は動翼、22はそのプラットフォームであり、
静翼11に隣接してロータディスクに取付けられ、ロー
タと共に回転する。31はシール空気用チューブであ
り、静翼11内部に設けられ、外側シュラウド12から
内側シュラウド13を貫通し、キャビティ35内にシー
ル用空気を導くものである。32,33,34は隣接す
る動翼との間に形成される空間である。
【0003】上記構成の静翼において、静翼11内のシ
ール空気用チューブ31内からキャビティ35内に導か
れた空気40はシールリング保持環15の穴15aを通
り、40aで示すように流れて空間32に入り、一部は
シール部18からのもれ空気として空間32から空間3
3へ40bのように流出し、ここから40cのように内
側シュラウド13と隣接する動翼のプラットフォーム間
を通り、主流ガス通路へ流出する。
【0004】更に、空間32からは40dで示すように
シールリング16とシール部17a,17bの間を通
り、空間34にも流出し、ここから内側シュラウド13
と隣接する動翼21のプラットフォーム22の間を通
り、40fで示すように流出する。このような空気の流
れによりキャビティ35や空間32,33,34内を外
部の主流ガス通路よりも圧力を高め、高温の燃焼ガスが
内側へ侵入するのを防止している。従ってシール性能を
高めるためにはシールリング16とロータ側のシール部
17、シール部18で構成されるラビリンスシールのシ
ール性を高め、40b,40c,40e,40fで示す
もれ空気量を少くすることが必要であり、かつ、これら
の流出空気量を少くすることができれば、シール用空気
量も削減でき、ガスタービン全体の性能も向上させるこ
とができるものである。
【0005】図6(a)は図5におけるZ−Z矢視図で
あり、上半分を図示したものである。又、図6(b)は
(a)におけるW−W矢視図である。シールリング16
は円環状で複数に分割されており、図では上半分が
(A),(B),(C)の3分割(全体で4分割)され
ている。各分割片(A),(B),(C)にはそれぞれ
フィン16a,16b,16cが取付けられており、ロ
ータディスク19側のシール部17a,17bと対向し
ている。このようなシールリング16の分割構造におい
ては、分割片(A)と(B)との間には隙間51、
(B)と(C)との間にも隙間52があり、(b)図に
示すように隙間51から60で示す漏れ空気のように上
流側の空間32(図5参照)から後流側の空間34(図
5参照)に向かって流出し、シールリング16のシール
性能が低下してしまう。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前述のように従来のガ
スタービンのシール構造は、シールリング16が複数に
分割された構造であり、各シールリング分割片同志の接
合端面には隙間を有している。この隙間はシールリング
の熱膨張の関係よりある程度の隙間を保持することが必
要である。この隙間は主流ガスの上流から下流側に向か
って直線状であり、シール用空気が上流側から下流側へ
漏れてしまい、シールリング16のシール部とロータデ
ィスク19のシール部17で構成するラビリンスシール
の性能が低下すると共に、シール用空気量も多くなり、
ガスタービン全体の性能にも影響してくる。
【0007】そこで本発明では、シールリングの分割端
部の形状に工夫をし、分割部から漏れる空気量を少くす
ると共に、シール部のシール構造も改良してシール性能
を向上することのできるガスタービンのシール分割面構
造を提供することを課題としてなされたものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決するために次の(1),(2)の手段を提供する。
【0009】(1)静翼内側シュラウドに支持されたシ
ールリング保持環と、同シールリング保持環に支持さ
れ、複数の分割片の端部を接触させてロータ周囲を囲み
同ロータとのシール部を構成する円環状シール部とから
なるガスタービンのシール構造において、前記円環状シ
ール部は主流ガスの上流側がブラシシール、下流側がラ
ビリンスシールから構成され、同ブラシシールとラビリ
ンスシールの各分割片の端面は折れ線状の切断面で互い
に接するように形成されていることを特徴とするガスタ
ービンのシール分割面接合構造。
【0010】(2)上記(1)の発明において、前記シ
ールリング保持環は上流側と下流側とで2分割され、一
方が前記ブラシシールを、他方が前記ラビリンスシール
をそれぞれ支持することを特徴とするガスタービンのシ
ール分割面接合構造。
【0011】本発明の(1)のシール分割面構造は、円
環状シール部の上流側はブラシシールで構成されている
ので従来のラビリンスシールよりはシール性能が向上す
る。更に円環状シール部の各分割片の端面は折れ線状の
切断面で互いに接触する形状であるので、この切断面の
接触が熱変形により隙間を生じても、上流側からこの隙
間を通って下流側に流出しようとする空気は流路が迂回
路となって流れ抵抗が増加し、従来の直線状の流路に比
べて漏れにくくなり、漏れ空気量が少くなり、シール性
能が向上すると共に、空気量も削減されてガスタービン
全体の性能向上につながる。
【0012】本発明の(2)では、シールリング保持環
が2分割されており、一方がブラシシールを、他方がラ
ビリンスシールをそれぞれ支持する構造であり、上記
(1)の効果に加えて、各ブラシシールの組立、ラビリ
ンスシールの組立が別々に実施できるのでその組立、加
工性が良好となる利点がある。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
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のシール分割面接合構
造を示す断面図であり、シール部のみを拡大して示して
いる。
【0014】図1において、1はシールリング保持環、
2はシールリング保持環1により支持されているシール
リングである。3,4はブラシシールであり、ブラシシ
ール3はシールリング保持環1にボルト5で固定されて
おり、従来のシール部18に代わるものである。ブラシ
シール4は従来のロータディスク19の上流側のシール
部17bをなくし、その代わりにシール部を構成するも
のである。5,6はブラシシール3,4をシールリング
保持環1に固定するボルトである。
【0015】7はシールリング2をシールリング保持環
1に固定するためのボルト、8は従来と同じロータディ
スク19側のシール部である。シールリング2は従来の
シールリング16よりも小さくし、ロータディスク19
の下流側のシール部8とでラビリンスシールを構成する
ようにし、上流側はブラシシール3,4でシール部を構
成している。その他の構成は図5に示す従来例と同じで
あり、シールの作用も同様であるので説明は省略する。
【0016】図2は図1におけるX−X矢視図であり、
ブラシシール3の上半分を示し、(a)図のように
(A),(B),(C)の3分割(全体で4分割)され
ている。各分割片の両端部は(b)図及び図3に示すよ
うに直角切断面9a、同直角切断面9aと対向する直角
切断面9bをそれぞれ形成している。なお、この直角切
断面9a,9bはかならずしも直角でなくても良く、そ
の角度は鋭角、あるいは鈍角でも良いが、組立上あるい
は隙間の精度からは直角が好ましい。
【0017】このような両端部を形成した分割片は図2
(c)図に示すように直角切断面9a,9bとを対向し
て接合させ、熱膨張を考慮して隙間10を保って配置さ
れる。このような隙間10は直角に迂回する隙間となっ
ており、漏れ空気61も直線的流路と比べると流れ抵抗
が大きくなり、漏れ空気も従来よりは少くなる。
【0018】又、図示省略するがシールリング2につい
てもシールフィンの幅が広くなるが同様にシールフィン
部分の幅を直角切断面を形成するようにして分割片も接
合できる。なお図3にブラシシール3,4の形状と直角
切断面9aを示すが、ブラシシールは中央にブラシ3
a,4aを有している構造である。
【0019】上記に説明の実施の第1形態によれば、シ
ールリング保持環1の上流側にブラシシール3,4を、
下流側にシールリング1をそれぞれ設け、シールリング
1及びブラシシール3,4の分割端部を直角切断面9
a,9bとして分割片を互いに対向して隙間10を保持
して配置したことにより、シール用空気の漏れ量が少く
なり、シール性能が向上すると共に、空気量も削減さ
れ、ガスタービン全体の性能も向上するものである。
【0020】図4は本発明の実施の第2形態に係るガス
タービンのシール分割面構造を示す断面図である。図に
おいて、図1の実施の第1形態と異る部分は、シールリ
ング保持環1を分割して1a,1bとし、1aにはブラ
シシール3,4を取付け、1bにはシールリング2のみ
を取付けた構造である。
【0021】このような実施の第2形態によれば、シー
ルリング保持環1aへのブラシシール3,4の加工、組
立及びシールリング保持環1bへのシールリング2の加
工、組立がそれぞれ別々に実施でき、組立が容易となる
利点がある。各シールリング1及びブラシシール3,4
の各分割片の直角切断面の形状、及びその作用、効果は
実施の第1形態と同じである。
【0022】なお、本実施の第1,第2形態において
は、シールリング保持環1の上流側にブラシシール3,
4を、下流側にシールリング1を用いる例で説明した
が、もちろん、図5に示す従来例のシールリング16の
各分割片の両端に図2に示すような直角切断面9a,9
bを形成し、隙間10を形成せしめるようにしても同様
の効果を奏するものであるが、ブラシシール3,4を用
いる本実施の形態によればブラシシールにより従来のシ
ール部18や上流側のシール性能がシールリング16の
みに直角切断面9a,9bを施したものよりは更にシー
ル性能が向上するものである。
【0023】
【発明の効果】本発明の(1)のガスタービンのシール
分割面接合構造は、静翼内側シュラウドに支持されたシ
ールリング保持環と、同シールリング保持環に支持さ
れ、複数の分割片の端部を接触させてロータ周囲を囲み
同ロータとのシール部を構成する円環状シール部とから
なるガスタービンのシール構造において、前記円環状シ
ール部は主流ガスの上流側がブラシシール、下流側がラ
ビリンスシールから構成され、同ブラシシールとラビリ
ンスシールの各分割片の端面は折れ線状の切断面で互い
に接するように形成されていることを特徴としている。
このような構造により、ブラシシールの採用で上流側の
シール性能が向上すると共に、分割片の隙間が折れ線の
切断面でなされているので、上流側からこの隙間を通っ
て下流側に流出しようとする空気は流路が迂回路となっ
て流れ抵抗が増加し、従来の直線状の流路に比べて空気
が漏れにくくなり、ガスタービン全体の性能が向上す
る。
【0024】本発明の(2)では、上記(1)の発明に
おいて、前記シールリング保持環は上流側と下流側とで
2分割され、一方が前記ブラシシールを、他方が前記ラ
ビリンスシールをそれぞれ支持することを特徴としてい
る。このような構造により、ブラシシール、ラビリンス
シールの組立が別々に実施できるので、その組立、加工
性が良好となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の第1形態に係るガスタービンの
シール分割面構造を示す断面図である。
【図2】図1におけるシール部の詳細で、(a)はX−
X矢視図、(b)は各分割片の端部の形状を示す図、
(c)は(a)におけるY−Y矢視図である。
【図3】図2におけるブラシシールの直角切断面の形状
を示す斜視図である。
【図4】本発明の実施の第2形態に係るガスタービンの
シール分割面構造を示す断面図である。
【図5】従来のガスタービンのシール構造を示す断面図
である。
【図6】図5に示すシール部の詳細で、(a)はZ−Z
矢視図、(b)は(a)におけるW−W矢視図である。
【符号の説明】
1,1a,1b シールリング保持環 2 シールリング 3,4 ブラシシール 3a ブラシ 5,6,7 ボルト 8 シール部 9a,9b 直角切断面 10 隙間 19 ロータディスク 61 漏れ空気

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 静翼内側シュラウドに支持されたシール
    リング保持環と、同シールリング保持環に支持され、複
    数の分割片の端部を接触させてロータ周囲を囲み同ロー
    タとのシール部を構成する円環状シール部とからなるガ
    スタービンのシール構造において、前記円環状シール部
    は主流ガスの上流側がブラシシール、下流側がラビリン
    スシールから構成され、同ブラシシールとラビリンスシ
    ールの各分割片の端面は折れ線状の切断面で互いに接す
    るように形成されていることを特徴とするガスタービン
    のシール分割面接合構造。
  2. 【請求項2】 前記シールリング保持環は上流側と下流
    側とで2分割され、一方が前記ブラシシールを、他方が
    前記ラビリンスシールをそれぞれ支持することを特徴と
    する請求項1記載のガスタービンのシール分割面接合構
    造。
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