JPS62214236A - シ−ル装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、シール装置に係り、更に詳細には燃焼室の外
壁の下流側端部とタービン入口ガイドベーンに設けられ
たアウタフランジ（アウタシュラウド）との間をシール
するシール装置に係る。

従来の技術 燃焼室の外壁の下流側端部とタービン入口ガイドベーン
に設けられたアウタフランジとの間をシールするシール
要素の撓みは、この領域に於ける冷却空気の漏洩を防止
すべく、シール要素がベーンのアウタシュラウドに係合
する領域に於てシール要素の壁に剛化手段や剛化プレー
トを設け、これによりシール要素のシール面をアウタフ
ランジのシール面により一層強固に当接した状態に保持
することによって最小限に抑えられている。

定期的に問題を生じている制御されない冷却空気の漏洩
が生じる一つの領域は、冷却空気がタービンベーンの外
端部及びこれを囲繞するシュラウドへ流入してこれらを
冷却するのではなく、タービン入口に於て冷却空気ダク
トより半径方向内方へ流れる領域である。この問題は初
期の航空機用ガスタービンに存在していた。米国特許第
２．７０２．４５４号には、冷却空気を成る異なる態様
にてタービンベーン及びシュラウドへ導く構造が開示さ
れている。またこれより後の米国特許第３゜６７０．４
９７号に於ては、この領域にシールを使用する必要性を
排除すべく成る異なる構造が採用されている。ガスター
ビンの開発が継続的に行われ、より高い性能が要求され
るにつれて、この領域に於ける構造を改変して冷却空気
の所望の流れを可能にし、また単純な構造にて冷却空気
の漏洩を最小限に抑える必要性が益々高くなってきた。

かかる領域に使用される一つの漏洩防止シールが成る異
なる形態のシールとして米国特許第４，２５１．９８６
号に記載されており、また同様の位置が米国特許第４，
４２５．０７８号に記載されている。後者の米国特許の
好ましい単純なシール構造には、冷却空気の漏洩を大き
く制御することを可能にする手段が設けられている。

発明の開示 本発明は、一つ置きの互いに隣接する固定用ボルトの間
に於てシール要素のエツジより前方へ延在する一体的な
フランジを設け、また他の一つ置きの互いに隣接するボ
ルトの間にフランジを有する強化プレートを装着するこ
とにより、タービン入口ベーンに設けられた半径方向外
方へ延在するフランジに当接した状態に保持されるシー
ル要素の構造を更に単純化することを目的としている。

強化プレートはボルトにより所定の位置に保持される。

ベーンに設けられたフランジはシール要素が当接する面
より離れる方向へ傾斜し、これにより各ボルトの中心を
通る円の位置に於てフランジにエツジが与えられており
、シール要素に過剰な曲げモーメント荷重が作用すると
このエツジに沿ってシール要素が枢動するようになって
いる。

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。

発明を実施するための最良の形態 添付の図に於て、ガスタービンエンジンのタービン入口
ベーン４のアウタシュラウド（アウタフランジ）２のす
ぐ上流側に配置されたシール要素として本発明が図示さ
れている。シュラウド２はその前方エツジに沿って半径
方向外方へ延在し平坦な前向き面８を形成するタブ６を
有しており、前向き面８に対しリングの形態をなすシー
ル要素１０が当接した状態に保持されている。このシー
ル要素１０は燃焼室のアウタシール壁１２の下流側端部
に固定されている。内壁１４は燃焼室の外壁である。こ
の構造は、冷却空気がシュラウド２の内面に沿って、ま
たベーン４の外端部の周りを流れるよう、このダクトよ
りタービン内へ冷却空気を導くよう構成されている。

シール要素１０はその後端部に半径方向外方へ延在する
部分、即ちフランジ１６を有しており、該フランジは第
４図に示されている如くシール要素及びベーンのタブ６
を貫通して延在する一列のボルト２０によりタブ６の前
向き面８に当接した状態に保持され且前向き面８と共働
する平坦面１８を有している。ベーン４を通過してター
ビンの入口へ流入する高温の燃焼ガスにより、燃焼室の
外壁要素１２及び１４が熱的に成長せしめられ、これに
よりシールドされ冷却されるシール要素１０に方向２２
の曲げモーメント荷重が発生される。

この曲げモーメント荷重によりシール要素１０が円環状
に捩られ、これによりシール要素１０と前向き面８との
間の接触が低減される。本発明の目的はシール要素１０
と前向き面８との間の接触状態を維持し、また周方向の
温度勾配に起因するシール要素の歪みを防止すべくシー
ル要素を周方向に強化することである。

このことを達成すべく、シール要素は互いに隣接するボ
ルト２０の間に延在し隣接するボルトを受入れるための
孔２６を有する複数個の支持プレート２４により強化さ
れている。これらのプレートはフランジ１６の上流側に
配置されている。シール要素のフランジ１６はボルト孔
３０に近接したタブ２８を除き、実質的にボルト２０の
中心線に沿う位置にて終っている。支持プレート２４も
実質的にボルトの中心線に沿う位置にて終っており、ボ
ルト締結を行い得るようプレートの両端にボルトの位置
にタブ３２を有している。これらのタブ３２はシール要
素に設けられたタブ２８と実質的に同一の範囲に亙り延
在している。更に強化を行うべく、各プレート２４には
その両端間であって、ボルトの中心線より半径方向内側
の前面にアングル形をなすフランジ部材３４が固定され
ている。この部材３４はボルトの中心線より半径方向内
方に隔置され且プレートのほぼ全長に亙り延在する前方
へ突出するフランジ３６を有している。

これらのプレート２４は図示の如くそれぞれ一対のボル
トの間に延在しており、第１図に示されている如くプレ
ートにより互いに接続された隣接する一対のボルトの間
にはプレートは配置されていない。これらの領域を強化
すべく、シール要素はフランジ１６のアウタエツジに沿
って且−列のボルトに整合して前方へ延在するフランジ
３８を有している。これらのフランジは第１図に示され
ている如くボルト及びプレート２４の両端に近接した位
置にて終っている。前述の如く、シール要素のフランジ
１６、シュラウドのタブ６、及び支持プレート２４は、
符号３１にて示されたボルト２０の中心線を通る円の位
置に実質的に整合するアウタエツジを有している。ボル
トの位置に於ては、シール要素のフランジ１６、シュラ
ウドのタブ６、及び支持プレート２４は第４図に示され
ている如くボルト締結を行うための担持面を与えるべく
、半径方向外方へ延在する局部的なタブ２８．３２を有
している。更にシュラウドのタブ６は前向き面８の平面
より半径方向外方に見て後方へ傾斜した面４０を有して
いる。この面４０の傾斜は第３図に示されている如くボ
ルトの中心線３１に始点を有している。かくして面４０
が前向き面８より傾斜していることにより、シール要素
１０はボルトの中心線に位置する周方向に延在する接触
線の周りに円環状に回動することができ、従って平坦面
１８が前向き面８より離れても冷却空気がシール要素を
通過して漏洩することが阻止される。

またボルト２０は、そのヘッド面４４とタブの前向き面
８との間の間隔を制御し、これによりシール要素のフラ
ンジ１６とシュラウドのタブ６とが半径方向に相対変位
することを可能にする肩部４２を有している。タブ６は
ボルトの肩部４２よりも直径の小さい孔３０を有してい
る。ナツト４６かボルトをタブ６に対し固定し、ボルト
を所定の位置に保持している。支持プレート２４はボル
トの肩部４２及びヘッド面４４に密着し、これによりプ
レート２４を位置決めする孔２６を有している。ボルト
の領域に於けるシール要素のフランジ１６は半径方向に
延在する溝５０（第４図参照）を有しており、これらの
溝により前向き面８と平坦面１８とがシールを行い得る
よう互いに接触した状態を維持しつつ、これらが互いに
他に対し半径方向に相対変位し得るようになっている。

かかる構成によれば、シール要素はフランジ１６の実質
的に全領域に亙りタブ６の前向き面８と実質的に面接触
した状態に維持され、シール要素の曲げに対する抵抗は
フランジ３８及びフランジを有するプレート２４により
与えられる。これらのフランジ３８及びプレート２４も
シール要素が軸線方向に歪むことを阻止する。過大なモ
ーメント荷重が作用する状況下に於ては、シール要素は
エツジ４８の周りに成る程度枢動するが、その場合にも
多くの悪条件下に於てシール要素の接触状態は少なくと
も線接触状態に維持される。

またシール要素のフランジ１６は隣接するボルト２０の
間に延在し隣接するボルトを受入れるための孔２６を有
する複数個の支持プレート２４を育している。これらの
プレートはフランジ１６の上流側に配置されている。更
に強化を行う目的で、各プレート２４にはボルトの中心
線より内側にてプレートの両端間の前面にアングル形を
なすフランジ部材３４が固定されており、この部材はボ
ルトの中心線より半径方向内方に隔置され且プレートの
ほぼ全長に亙り延在する前方へ突出するフランジ３６を
有している。

また支持プレート２４により接続されていない一対のボ
ルト２０の間に於ては、シール要素のフランジ１６は前
方へ突出する強化用の一体的なフランジ３８を有してお
り、シール要素１０が捩られても前向き面８と平坦面１
８とが接触した状態を維持することを更に補助すべく、
ボルト２０の中心線に整合した位置に配置されている。

この強化用のフランジ３８は第１図に示されている如く
、ボルト及びプレート２４の両端に近接した位置にて終
っている。

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
く、本発明の範囲内にて他の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】

第１図は本発明のシール装置の一部を示す正面図である
。 第２図はシール要素が配置された領域に於てガスタービ
ン入口を破断して示す部分縦断面図であり、特に第１図
の線２−２に沿う断面図である。 第３図は第１図の線３−３に沿う断面図である。 第４図は第１図の線４−４に沿う断面図である。 ２・・・アウタシュラウド、４・・・ベーン、６・・・
タブ。 ８・・・前向き面、１０・・・シール要素、１２・・・
アウタシール壁、１４・・・内壁、１６・・・フランジ
、１８・・・平坦面、２０・・・ボルト、２４・・・支
持プレート、２６・・・孔、２８・・・タブ、３０・・
・孔、３２・・・タブ、３４・・・フランジ部材、３６
．３８・、フランジ、４０・・・傾斜面、４２・・・肩
部、４４・・・ヘッド面、４６・・・ナツト、５０・・
・溝 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？ｌＣｚ、　４

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃焼室の外壁の下流側端部とタービン入口ベーン
   に設けられたタブにより形成された前向き面との間をシ
   ールするシール装置にして、 前記タブにより形成された前記前向き面と接触する後方
   へ面し半径方向に延在する平坦部を有するシール要素と
   、 前記シール要素を前記タブに固定する一列のボルトと、 互いに隣接するボルトの間に延在し且前記ボルトにより
   前記平坦部の前側に固定された強化プレートと、 前記プレートにより覆われていない領域にて前記シール
   要素の前記平坦部のアウタエッジに設けられたフランジ
   と、 を含むシール装置。
2. （２）冷却空気ダクトの下流側端部とタービン入口ベー
   ンに設けられたタブにより形成された前向き面との間を
   シールするシール装置にして、半径方向外方へ延在し前
   向き面を形成するタブを前端に有する一列のベーンシュ
   ラウドと、前記前向き面と接触する後方へ面する平坦部
   を有するシール要素と、 前記シール要素を前記タブに固定する一列のボルトと、 互いに隣接するボルトの間に延在し且前記ボルトにより
   前記平坦部の前側に固定された強化プレートと、 前記プレートにより覆われていない領域に於て前記シー
   ル要素の前記平坦部のアウタエッジに設けられたフラン
   ジと、 を含むシール装置。