JPS60159306A - ガスタービン - Google Patents

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】 子ベーンの環状列の内側シュラウドとガスタービンの径
方向に内側の環状のシールハウジングとの間を固定的に
シールするためのシール装置を備えたガスタービンに関
するものである。

このようなシール装置は、米国特許第 ３ｓａｔ．’ｙｏｂ号ＢＡ細書によって、従来から知ら
れており、そとに大体図示されたように、今まで製造さ
れたガスタービン装置に組込まれている。

このシール装置に用いられている固定シールは、第１の
固定子内部シュラウドの内径に対し径方向に負荷されて
いる。本発明の構成にも径方向負荷が用いられているが
、本発明の構成は、前記米国特許による構成に比べて、
そのいくつかの欠点に関連してすぐれていると考えられ
ている。これらの欠点には、シール部分とシュラウドの
湾曲との間の不整合に基づくシールからシュラウドへの
［スマイル（５ｍ１ｌｅ　）　ｊと呼ばれる隙間を通る
過大な漏れが含まれる。更に／ベーン部分について１つ
のシールが必要なため、個別のベーン部分が用いられる
場合、多くの継目から漏れを生ずる。また各々の継目は
、封止すべき高圧の流体に対して比較的大きな領域を曝
し、複雑な部分間の連結系統を有効にシールすることを
必要にする。

本発明の７つの目的は、従来の装置の前述した欠点のな
い改良されたシール装置を提供することにある。

本発明によるガスタービンは、固定子ベーンの環状列の
内側シュラクトとガスタービンの径方向に内側の環状の
シール部・ウジングとの間を固定的にシールするシール
装置を備えている。

このシール装置は、シールハウジングによす支持された
第１の外側シール手段を有し、該第１の外側シール手段
は、実質的に７つの円を完成するように端部同志突合せ
関係に配設された第１の複数の円弧状の部分を備えてお
り、該円弧状の部分は、その全長に亘って断面゛が溝形
であり、該シールハウジングの内部の、径方向外方に開
口するチャネル内に径方向に可動に配設されている。該
シール装置は、第一の内側シール手段も有し、該第２の
内側シール手段は、該第７の外側シール手段のチャネル
の内部に径方向に可動に配置され、実質的に１つの円を
完成するように端部同志突合せ関係に配置された、前記
内側シュラクトと同数の複数の第一の円弧状部分を備え
ている。シール装置は更に、シールハウジングの内部に
おいて前記第１の外側シール手段を径方向外方に付勢す
る第１弾性手段と、前記第１の外側シール手段のチャネ
ルの内部において前記第一の内側シール手段を径方向外
方に独立して付勢する第一弾性手段とを有している０ 好ましくは、内側シュラウドとシール部・ウジングとの
間をシールするためのシール装置は、シールハウジング
によって支持された外側シール手段を有し、この外側シ
ール手段は、互℃・に端部同志突合せ関係にある第１の
複数の円弧状部分を備えており、各々の円弧状部分は、
その全長に亘って大体溝形の断面を有し、シール部・ウ
ジングの径方向外方に開放した形状のチャネルの内部に
、径方向に可動に配設されている。

シール装置は、更に、外側シール手段のチャネルの内部
に径方向に可動に配置され、内側シュラウドと同数の第
一の複数の円弧状部分を備えている、内側シール手段と
、該シール部・クジングのチャネルの内部において外側
シール手段を径方向外方に付勢している第１弾性手段と
、外側シール手段のチャネルの内部において内側シール
手段を径方向外方に独立に付勢している、第一弾性手段
とを備えている。

次に、添付図面に示した本発明の好ましい実施例を参照
して説明する０ 第１図に示したガスタービン部分は、別々の固定子ベー
ンから成る環状列を含み、この環状列は、羽根ないしは
ベーンｉｏの一部を含み、これらのベーン１０は、既知
のように、外側シュラウド（図示しない）と内側シュラ
ウドｌコとの間に固定されている。

前述したように、本発明は、内側シュラウド／コの径方
向の内面と、一般に符号／＋１により表わした環状シー
ル部・ウジングを含む径方向内側の構造体との間に、固
定シールを形成する装置を対象としている。

本発明に関連して重要なシールハウジング／４１の部分
は、上流側の壁部１６、下流側の壁部１ｇ、並びに、径
方向内方の底壁部２０を有し、これらの壁部／６、ｉｔ
、、２ｏは、円周方向に延び径方向外方に開放したチャ
ネル２．２を形成している。壁部ｉｔ、ｉｔは、チャネ
ル２２の径方向外方の開口に隣接して、内方に突入する
肩部／Ａａ、／ｇａ　をそれぞれ備えている。

チャネルココ（第２．３図参照）内には、一般に符号コ
ダによって表わした複数の外側シール部分が収納されて
おり、各外側シール部分λグは、長手方向にみた時に円
弧状であり、第２．３図に最もよ（示すように、大体に
おいて溝形の形状をもち、上流側壁部コロ、下流側壁部
、２ｇ及び底壁部３０を備えている０底壁部３θは、上
流側に突出したレールＪｆ７ａと下流側に突出したレー
ルＪｏｂとを有し、これらのレールは、外側シール部分
コダがシールハウジング／４Ｚのチャネルココから組み
付けの間に脱落することを阻止する。

一例として、単に説明上の目的で、ガスタービンが、−
３個の個別の固定子ベーン部分と、これに対応して、コ
ざ個の個別の内側シュラウド／Ｊとを有し、これらの内
側シュラウドに対し封止を保つものとすると、環状列内
のａｔ個の内側シュラクトが１つの完全な円を形成する
ので、円の各象限には、７個のベーン部分が含まれてい
る。製造及び組み付けの目的から、ｌ象限に一つの外側
シール部分を配設し、一方の外側シール部分は、３つの
内側シュラウド／λの径方向内方の表面のシールに対応
した長さを有し、その象限の他方の外側シール部分は、
ｑつの内側シュラウド／ｊの内面のシールを与える長さ
を有する。そのため、全部で５個の外側シール部分が端
部同志突台された関係におかれることにより、実質的に
完全な円が形成される。

第２の、即ち内側シール装置３コは、第１のシール装置
のチャネル３３内に配置され、固定子ベーンの内側シュ
ラウドの数と同数の複数の円弧状シール部分３ケを有し
、これらが端部同志突合せ状に配置されていることによ
り、実質的に完全な円を形成している。

外側シール部分−ｑは、シールハウジング／≠のチャネ
／ｌ／、２λ内において、径方向外方に付勢され、内側
シール装置３コは、外側シール部分のチャネルＪＪ内に
おいて、これと別に、径方向外方に付勢されている。本
発明の好ましい実施例によれば、径方向の付勢は、圧縮
ばね３６．３１０組によって行なわれ、これらのばねは
、互いに対し同心的に配設されて〜・る。円周方向に隔
置され径方向外方に開放している一連の杯状体ｌθは、
シールハウジング／４ｔの底壁部コＯから支持され、圧
縮ばね３６の一端は、この杯状体内に収納され、他端は
、外側シール部分λグの底壁部３０に当接している。外
側シール部分Ｊ４Ｉの長さに沿って円周上に対応して隔
だてられた個所において、外側シール部分コダの底壁部
に、通し孔４’、２が形成してあり、各々の通し孔には
、シンプルダｑが収納されている。シンプル４！り内に
は、直径の小さな圧縮ばね３ｇが収納されている。内側
の圧縮ばね３ｇの内孔は、ボタンａｔのシャンクｑ９を
収納し、ボタン４ｔＩｔは、ばねａｌｌよりも面積が広
いため、ばね３ｇの径方向外側端は、ボタンａｔに突当
たり、それを径方向外方に付勢する。ボタン４ｔｇの表
面と円弧状シール部分３４ｔの対向表面とは、第２図か
ら容易にわかるように、互いに対し相補状に傾斜してい
るため、ボタンｕｇと円弧状のシール部分Ｊ４’とは、
始動前に、ばねＪｔのばね力の下に、そして装置の作動
中にシール部分Ｊ４Ｉを下流側に保持する差圧により、
（タービン軸線に関して）互いに反対の方向に付勢され
る。これを実現し、また膠着を防止する目的から、ボタ
ンｔｉｔとシール部分Ｊ弘との軸方向寸法は、外側シー
ル部分コダのチャネル３Ｊの幅よりも小さい値とする。

従って、この構成によれば、温度変化に際して膠着を防
止するために必要な隙間が与えられると共に、チャネル
３３の下流側対向壁部に対するシール部分コダのシール
も確保される。

図示した好ましい実施例によれば、各シール部分Ｊ４’
について３組の圧縮ばねが配設されているため、内側シ
ール部分の３個を収納している短い外側シール部分コダ
は、全部でデ組の圧縮ばねな備えており、内側シール部
分のダ個を収納している長い外側シール部分は、全部で
／−組の圧縮ばねを備えている。

外側シール部分、２４’カシールノ＼クジンｙｉＩＩに
対して円周方向に運動することを阻止する手段が、円周
方向に隔だてられたいくつかの個所に設けられている。

これは、第３図に最もよく示すように、外側シール部分
−ダの上流側壁部コロの下部に、上流側に指向するスロ
ットｇ。

を形成し、シールハウジング／ｌの上流側壁部／６の通
し孔を経て保持ねじｊコを挿入し、保持ねじｌ−ざの先
端がス四ツ）ｊ（７内に収納されるようにすることによ
って達せられる。

図示した実施例によれば、外側シール部分コグに対する
シール部分３４１の限定された径方向運動を許容しなが
ら外側シール部分−グに対するシール部分３ダの円周方
向の運動を許容する手段が設けられている。この目的か
ら、シール部分３１Ｉの長手方向の中心に対応する位置
において、外側シール部分−ダの上流側壁部、２乙に、
径方向に延長するスロット！ダ（第１．−図）が形成さ
れて〜・る。各シール部分３１ＩＯ位置には、ビン！乙
を、その上流側端がス四ットＳＩＩ内に突入するように
配設する。

各外側シール部分は、取外し及び点検作業の間工具を挿
入してシール部分−ダを取出せるようにするためのスロ
ットｊｇ（第７図）を、上流側壁部コロの上端において
、長手方向の各々の先端付近に備えている。

第ダ図には、外側シール部分の両対向端相互及びこれら
の対向端と内側シール部分の両対向端との間の関係が最
もよく図示されている。即ち、第ダ図に示すように、外
側シール部分コグは先端が直角に形成されているのに対
し、シール部分Ｊダの先端６Ｑは、相補状に傾斜してい
る０ 前述した構成は、多くの利点をもつものと考えられる。

例えば、外側シール部分λｌの一連のチャネルＪ３によ
って、外側シール部分コグの製造が比較的容易になる。

外側シール部分−ダは、成る数の内側シュラウドを網羅
し、一部のシールを形成している。シール部分Ｊ４ｔは
、−個別の内側シュラウドが完全な円に対し不整合にな
っている限りにおいて、個別の内側シュ２クドを個別に
網羅し、シール接触を高める。外側シール部分２≠のシ
ール力は、部分的には。

外側のばね３６に基因するが、大部分は、シールハウジ
ング／ｌ／ｌの上流側の壁部１６の一連の円周方向の隔
だてられた通し孔６．２によるチャネルコλの与圧に基
因する。外側シール部分の圧力負荷は、前記米国特許に
示されているように、従来から知られている。シール部
分Ｊｌは、内側の圧縮はねＪｌｔにより個別に部分的に
、しかし第−義的には、加圧力によって負荷されること
により、個別の内側シュラウドの内面との良好な封止接
触を確保する〇

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるシール装置を、タービンを通る流
れの方向に見た部分的な端面図、第２図は第１図の■−
■線に沿った断面図、第３図は第１図の■−■線に沿っ
た断面図、第参図は外側シール部分間の継目において本
発明によるシール装置を示す部分的な端面図である。 １０−・・ベーン（捧定子ベーン）、／２・・・内側、
１ シュラウド、／４Ｌ・・−クールハウジング５．２コ・
・・チャネル、コ弘−・・外側シール部分（第１の複数
の円弧状部分）、３ダ・・・円弧状シール部分（第一の
複数の円弧状部分）、３６・・・圧縮ばね（第１弾性手
段）、３ｇ・・・圧縮ばね（第一弾性手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 固定子ベーンの環状列の内側シュラウドとガスタービン
   のｔｌｊ向に内側の環状のシールハウジングとの間を固
   定的にクールするためのシール装置を備えたガスタービ
   ンであって、該シー化、装置が、前記シールハウジング
   により支持された第１の外側シール手段を有し、該第１
   の外側シール手段は、実質的に１つの円を完成するよう
   に端部同志突合せ関係に配設された第１の複数の円弧状
   部分を備えており、各々の該円弧状部分は、その全長に
   亘って断面が溝形であり、該シールハウジングの内部の
   、径方向外方に開口するチャネル内に径方向に可動に配
   設してあり、該シール装置は、第一の内側シール手段も
   有し、該第一の内側シール手段は、該第１の外側シール
   手段のチャネルの内部に径方向に可動に配置され、実質
   的に１つの円を完成するように端部同志突合せ関係に配
   置された前記内側シュラウドと同数の複数の第一の円弧
   状部分を備えており、該シール装置は更に、前記シール
   ハウジングのチャネルの内部において前記第１の外側シ
   ール手段を径方向外方に付勢する第１弾性手段と、前記
   第１の外側シール手段のチャネルの内部において前記第
   一の内側シール手段を径方向外方に独立して付勢する第
   ２弾性手段とを有するガスタービン。