JPS59180008A - ガスタ−ビンのシ−ル構造 - Google Patents

ガスタ−ビンのシ−ル構造

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JPS59180008A
JPS59180008A JP59035861A JP3586184A JPS59180008A JP S59180008 A JPS59180008 A JP S59180008A JP 59035861 A JP59035861 A JP 59035861A JP 3586184 A JP3586184 A JP 3586184A JP S59180008 A JPS59180008 A JP S59180008A
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    • 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
    • F01D11/02—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by non-contact sealings, e.g. of labyrinth type
    • F01D11/025—Seal clearance control; Floating assembly; Adaptation means to differential thermal dilatations
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    • F01D11/14—Adjusting or regulating tip-clearance, i.e. distance between rotor-blade tips and stator casing
    • F01D11/16—Adjusting or regulating tip-clearance, i.e. distance between rotor-blade tips and stator casing by self-adjusting means
    • F01D11/18—Adjusting or regulating tip-clearance, i.e. distance between rotor-blade tips and stator casing by self-adjusting means using stator or rotor components with predetermined thermal response, e.g. selective insulation, thermal inertia, differential expansion
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    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
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    • F01D5/081—Cooling fluid being directed on the side of the rotor disc or at the roots of the blades
    • F01D5/084—Cooling fluid being directed on the side of the rotor disc or at the roots of the blades the fluid circulating at the periphery of a multistage rotor, e.g. of drum type
    • 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
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    • 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
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガスタービンに係り、更に詳細には多段ガスタ
ービンに於て先端シール及び段間シール−の間隙を制御
することに係る。
シール間隙を航空機の全飛行範囲に亙り適正に維持する
ことは困難である。例えば巡航時に出力が低減される場
合の如く、エーロフオイルの熱収縮により間隙が増大さ
れ、またタービンの効率が低下される。このことは先端
シール及びインナ支持体がフローティングマウントに対
向してケースに取付けられている場合に特に顕著である
。エンジンの全ての運転条件下に於て間隙をできるだけ
小さい値に緒持し、またシール間隙が過剰であることに
起因して発生する損失を低減づるＪこう間隙を適正な値
に雑持することが望ましい。
本発明の目的は、エンジンの運転条件の変化により生じ
るベーンの長さの熱的変化によりシールの間隙が制御さ
れるよう構成されたガスタービンのシールＭ４ｙＩｉを
提供することである。
本発明の他の一つの目的は、シールの間隙を制御ずべく
ロータシールと共働するケースにより支持されたシール
を提供することである。
本発明によれば、多段ロータの内方部分はロータ内に配
置されたスリーブ及びロータのディスク間に延在するシ
ールスリーブにより郭定された室内に収容されている。
またロータ内に配置されたスリーブはそのスリーブの半
径方向内方に加圧されるコンバートメン（〜を郭定して
いる。該コンパートメントよりの冷却流体は、−列のス
テータベーンの内端により担持されたアウタシール而と
ロータにより担持された内方へ延在づるシールディスク
とよりなるシールを通過することにより、前記室内へ流
入づ−る。このシールの間隙はベーンの温瓜の変化にＪ
、って変化するので、冷却流体の流量はタービンの運転
状態に適合するよう変化される。特にエンジンの出力が
全出力状態より巡航出力状態に低減される場合には、ベ
ーンの温度が低下しベーンが収縮づるので、シールの間
隙が減小し、これによりロータへ流れる冷却流体の流量
が減小する。かくしてロータのディスクに対する冷却効
果が低減され、これにより数列のベーンとロータ構造体
との間に配置された段間ロータシールの間隙が低減され
る。
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。
添付の図に於て、タービンのケース２は数列のベーン４
．６．８を支持しており、ベーン４の列は多段タービン
の入口段である。
各列のベーンの間には、それぞれ環状のディスク１８．
２０．２２により担持された数列のブレード１２．１４
．１６が配置されており、ディスク１８．２０．２２は
各ディスクのブレードが設けられた側とは反対の側に設
けられた互に共働するフランジ２４により互に接続され
てロータを構成している。第一のロータディスク１８の
上流側にはフランジ２６が設けられており、該７ランジ
はロータを貫通して延在するスリーブ２８の上流側端部
に固定され且これを支持しており、スリーブ２８の他端
はロータコーン３０に固定されている。スリーブ２８は
それとロータフランジ２４との間に室３１を郭定してお
り、類字３１にはロータを冷却する冷却流体が流れるよ
うになっている。
スリーブ２８の半径方向内方にはコンパートメント３２
が郭定されており、該コンパートメントはタービンを冷
却するために使用される冷却流体にて加圧されている。
フランジ２４より半径方向外方にはシールスリーブ３４
が配置されており、該スリーブは隣接するロータディス
ク間に延在しており、その外面にシールリブ３６を担持
している。
シールリブ３６はステータベーン６及び８の内端により
担持されたシールスリーブ３８と共働するようになって
いる。室３１よりの冷却空気はフランジ２４に設けられ
た孔４０及びシールスリーブ＝５− ３／Ｉに設【）られた孔７！Ｉ２を通過し、シールスリ
ーブ３４により担持されたフランジ４４によりロータデ
ィスクの表面上へ導かれるようになっている。
入口ベーン４の列は各ベーンの内端にシールリング４６
を担持しており、該シールリングはフランジ２６及びこ
れと共働するスリーブ２８により担持されたシール部材
４８と共働するようになっている。シール部材４８は断
面Ｈ形をなしており、互に軸線方向に隔置された二つの
環状ディスク５０を有している。ディスク５０はシール
リング４６上に固定された円筒形のインナシール部材５
４と共働するシール要素５２をその外周縁に担持してい
る。またシール部材４８はディスク５０の内周縁にシー
ルフィン５６を担持しており、該シールフィンは半径方
向外方へ面するシール部材５８と共働するようになって
いる。これら二つのシールディスク５０の間の空間は、
一方のディスク５０及び互に共働するフランジ２６及び
スリーブ２８のそれぞれに設けられた互にオーバラップ
する７ランジ６１及び６２に設けられた複数個の孔６６
− ０を経て室３１と連通している。
シール部材４８は互に対向するシール部材５４及び５８
の間にｆｉｔ！置されているので゛、タービンベーンが
加熱されると、シール部材５８どの間の間隙が増大し、
これと同時にシール部材５４に隣接する空間が減小づる
。また例えば全出力状態より巡航出力状態に出力が低減
される場合の如く、タービンの出力が低減されてベーン
の？Ｍ麿が低１・勺ると、シール部材４８とシール部材
５６どの間の間隙が減小し、シール部材４８とシール部
材５４との間の間隙が増大する。シール部材５８どの間
の間隙が減小するど室３１へ至る冷却流体の流量が減小
する。
ディスク５０の内端に於【ノるシール間の間隔は冷ｕ１
流体をロータへ導く制御された通路としての機能を果し
、］ンパートメント３２よりの冷却流体は下流側のシー
ルディスク５０とシール部材５８との間を経て二つのデ
ィスク間に流入し、孔（５０を経τ室３１内へ流入し、
これによりロータディスクの内端部の周りを流れた後孔
４０及び４２を通過し、ロータディスクを冷却すべくロ
ータディスクの表面上へ導かれる。
従−）て本発明によれば、全出ノ〕状態より巡航出力状
態へ出力が低減される場合の如く出ノＪの低減にＪ：リ
タービンの高度が低下すると、シールディスクの内端に
於ける間隙が減小し、室３１内へ流入する冷ｌＪｊ流体
の流量が低減され、その結果タービンディスクの冷却度
合が低減される。従って上述の如ぎ場合にはタービンデ
ィスクはさほど冷却されないので、シールフィン３６と
これと共働するシールスリーブ３８との間に存在する間
隙は実質的に一定に、更には低減され、これによりこの
点に於りる冷却流体の漏洩が最小限に抑えられる。
タービンディスクの冷却度合が低減されると、タービン
ブレード１２の先端に設（づられた先端シール６３はこ
れを囲繞するケース構造体６５により近接した状態に維
持され、これにより先端シールの間隙が低減され、また
これらのシールを通過する冷却空気の損失が低減される
。このことにより低出力時に於けるエンジンの効率が更
に一層改善される。
−Ｆ流側のシールディスク及びシールリング４６の半径
方向に延在する部分は、シールディスクの内端に於ける
間隙の如何に拘らず、少闇の冷却流体が貫流することを
許す互に整合された直径の小さい孔６４及び６６を有し
ていて良い。
以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
（、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であること
は当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
添付の図は本発明を組込まれたタービンの軸線方向部分
断面図である。 ２・・・ケース、４．６．８・・・ベーン、１２．１４
１６・・・ブレード、１８．２０１２２・・・ディスク
。 ２４．２６・・・フランジ、２８・・・スリーブ、３０
・・・ロータコーン、３１・・・室、３２・・・コンパ
ートメント、３４・・・シールスリーブ、３６・・・シ
ールリブ。 ３８・・・シールスリーブ、４０，４２・・・孔、４４
・・・−〇− フランジ、４６・・・シールリング、４８・・・シール
部材、５０・・・ディスク、５２・・・シール要素、５
４・・・シール部材、５６・・・シールフィン、５８・
・・シール部材、６０・・・孔、６１．６２・・・フラ
ンジ、６３・・・先端シール、６４・・・孔、６５・・
・ケース構造体、６６・・・孔 特許出願人　　ユナイテッド・チクノロシーズ・コーポ
レイション 代　　理　　人　　　弁　　理　　士　　　　明　　石
　　昌　　毅１０−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 カスタービンのシール構造にして、 少な（とも二つのディスクを有するロータと、前記ディ
    スク間に延在し外周縁にシール闘索を有するシールスリ
    ーブと、 少なくとも一つの内方へ延在するシールディスクを有す
    るシール部材を担持する端部ディスクと、前記端部ディ
    スクに隣接した一列のベーン及び前記ディスクの間に配
    置された少なくとも一つの他の列のベーンと、 前記−列のベーンの内端により担持され前記シールディ
    スクと共働するアウタシール面を有するシールリングと
    、 前記シール部材より前記ロータを貫通して延在し、前記
    シール部材及びシールスリーブと共働して前記ロータの
    前記ディスクの内方部分を収容する至を郭定するスリー
    ブと、 を有し、前記スリーブは前記ロータを冷却する冷１ｉｌ
    ｌ流体のための加圧されるコンパートメントを前記スリ
    ーブの内方に郭定しており、互に共働する前記シールデ
    ィスク及びアウタシール面は前記冷却流体が前記コンパ
    ートメントより前記室へ流入づるだめの空隙、を与えて
    いることを特徴とするシール構造。
JP59035861A 1983-03-30 1984-02-27 ガスタ−ビンのシ−ル構造 Expired - Lifetime JPH0646003B2 (ja)

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US06/480,519 US4541775A (en) 1983-03-30 1983-03-30 Clearance control in turbine seals
US480519 1983-03-30

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JPS59180008A true JPS59180008A (ja) 1984-10-12
JPH0646003B2 JPH0646003B2 (ja) 1994-06-15

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GB (1) GB2137283B (ja)

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