JPS6385203A - Sealing member - Google Patents
Sealing memberInfo
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- JPS6385203A JPS6385203A JP23195287A JP23195287A JPS6385203A JP S6385203 A JPS6385203 A JP S6385203A JP 23195287 A JP23195287 A JP 23195287A JP 23195287 A JP23195287 A JP 23195287A JP S6385203 A JPS6385203 A JP S6385203A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- 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
- F01D11/005—Sealing means between non relatively rotating elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
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。(57) [Abstract] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は２個以上の部材の間にあるシール装置に係り、
より詳細には、ガスタービンエンジンの隣接するベーン
又はブレードの間にあるシール装置の冷却に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a sealing device between two or more members,
More particularly, it relates to cooling seal devices between adjacent vanes or blades of a gas turbine engine.
ガスタービンエンジンにおいては、通常、隣接するベー
ンの部分の間にシール装置を設ける必要がある。このシ
ール装置は、部分的に環状流を形成する。すなわち、こ
のベーンの基部のプラットフォームの間、及びブレード
又はベーンの外側のプラットフォームに部分的に環状流
を形成する。In gas turbine engines, it is typically necessary to provide a sealing arrangement between adjacent vane sections. This sealing device forms a partially annular flow. That is, a partially annular flow is formed between the platforms at the base of this vane and on the outer platforms of the blade or vane.
周知のシール装置は平らな金属製の帯状小片を有し、こ
の帯状小片はその間のプラットフォームの間隙に沿う位
置にあり、第１１図に示すように、上記各プラットフォ
ームの四部の中まで延びる。The known sealing device includes a flat metal strip located along the gap between the platforms and extending into the four parts of each of the platforms, as shown in FIG.
作動時には、高圧のガスが上記帯状小片に作用し、この
帯状小片を、その長手方向に、上記各四部に連続的に押
し付けて気密シールを形成する作用をする。In operation, high-pressure gas acts on the strip, forcing it successively along its length against each of the four sections to form an airtight seal.
しかしながら、周知のように、上記四部とシール用帯状
小片があるので、上記プラットフォームの間の結合部分
を適当に冷却することが困難であり、そのために、上記
プラットフォームが過熱され、破壊される。そのために
、上記環状流から高温高圧の作動流体が漏出する。これ
は明らかに好ましくない結果を招く。However, as is well known, the presence of the four parts and the sealing strip makes it difficult to adequately cool the joint between the platforms, which can lead to overheating and destruction of the platforms. Therefore, high temperature and high pressure working fluid leaks from the annular flow. This clearly has undesirable consequences.
本発明の目的は、上記のような問題を軽減し、除去し得
るシール装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a sealing device that can reduce and eliminate the above-mentioned problems.
上記目的は、離間配設された構成部材の間に使用される
シール部材であり、上記各構成部材に１個以上の端部が
設けられ、上記端部が２個の側壁を含み、上記側壁が隣
接する端部の内部の四部と共働して空間形成し、上記空
間の内部に上記シール装置が挿入され、上記シール装置
が帯状小片を有し、上記帯状小片が、第１の側部と、第
２の側部と、２個の縁とを有するシール部材において、
本発明に基き、上記第１の側部に複数の長穴が設けられ
、上記長穴が第１の長穴と複数の第２の長穴とを有し、
上記第１の長穴が概ね上記帯状小片の縦軸線に沿って延
び、上記第２の長穴が概ね上記第１の長穴を横断するよ
うに延び、上記長穴が上記帯状小片の縁と上記第１の長
穴との間に通路を形成する作用をすることを特徴とする
シール部材によって達成される。The object is a sealing member for use between spaced apart components, each of the components having one or more end portions, the end portions including two side walls, and the end portions including two side walls; cooperates with the inner four parts of the adjacent end portions to form a space, the sealing device is inserted into the space, the sealing device has a strip-like piece, and the strip-like piece is attached to the first side. a second side and two edges;
Based on the present invention, a plurality of elongated holes are provided in the first side portion, and the elongated hole has a first elongated hole and a plurality of second elongated holes,
The first elongated hole extends generally along the longitudinal axis of the strip, the second elongated hole extends generally across the first elongated hole, and the elongated hole meets the edge of the strip. This is achieved by a sealing member characterized in that it functions to form a passage between the first elongated hole and the first elongated hole.
以下、本発明の実施例を図によって、例示的に、詳細に
説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail by way of example with reference to the drawings.
第１図にガスタービンエンジンを示し、このガスタービ
ンエンジンの全体を符号１０で表す。このガスタービン
エンジン１０は空気取入口１２と、コンプレッサ部１３
と、燃焼部１４と、タービン部１５とを有し、このター
ビン部１５の端部に排気管のノズル１６が設けられる。FIG. 1 shows a gas turbine engine, which is generally designated by the reference numeral 10. As shown in FIG. This gas turbine engine 10 has an air intake port 12 and a compressor section 13.
, a combustion section 14 , and a turbine section 15 , and an exhaust pipe nozzle 16 is provided at the end of the turbine section 15 .
このタービン部１５を取り囲んでいるケーシングの一部
分を切り欠いて、本発明に関連性を有するタービンのベ
ーンを示す。A portion of the casing surrounding this turbine section 15 is cut away to show the vanes of the turbine that are relevant to the present invention.
第２図は上記第１図の部分的に破断した部分の拡大図で
あり、２個のベーン１７．１ｇを示す。FIG. 2 is an enlarged view of the partially broken away portion of FIG. 1 above, showing two vanes 17.1g.
このベーン１７，１ｇはそれぞれ、空力的に流線に沿う
形の部分１９と、外側のプラットフォーム２０及び内側
のプラットフォーム２１を有する。The vanes 17, 1g each have an aerodynamically contoured portion 19, an outer platform 20 and an inner platform 21.
上記２個のベーン１７，１８の外側のプラットフォーム
２０及び内側のプラットフォーム２１は、相互に一体に
結合されてセグメント２２を形成する。上記外側のプラ
ットフォーム２０及び内側のプラットフォーム２１に四
部２５が設けられ、この四部２５は、はぼ軸線方向に延
びて、上記シール装置の一部分を形成する。上記凹部２
５は、（第５図及び第６図に最も良く示すように）隣接
する次のセグメント２２の端面２３，２４に形成された
第２の凹部２５と共働する。これは空間２６を形成する
ためである。この空間２６の中にシール部材２７が配設
される。このシール部材２７を第３図ないし第７図に最
も詳細に示す。このシール部材２７は平らな帯状小片を
有し、この平らな帯状小片を形成する材料は縦方向及び
横方向の長穴２８ないし３０を有し、この材料はそれぞ
れ上面及び側面３１．３２を形成するように切り取られ
る。The outer platform 20 and inner platform 21 of the two vanes 17, 18 are integrally connected to each other to form a segment 22. The outer platform 20 and the inner platform 21 are provided with a quadrilateral 25 which extends in the axial direction and forms part of the sealing device. Said recess 2
5 cooperates with a second recess 25 formed in the end faces 23, 24 of the adjacent next segment 22 (as best shown in FIGS. 5 and 6). This is to form a space 26. A sealing member 27 is disposed within this space 26. This seal member 27 is shown in most detail in FIGS. 3-7. This sealing member 27 has a flat strip, the material forming the flat strip having longitudinal and transverse elongated holes 28 to 30, which material forms a top and side surface 31, 32, respectively. It is cut out like this.
特に第３図ないし第６図に示すように、上記縦方向の長
穴２８は上記帯状小片２８の中央部に設けられる。それ
に対して、横断方向の複数の冷却用長穴２９，２９．・
・・は上記帯状小片２７の表面と交差するように設けら
れる。これは、その第１の端部を上記縦方向の冷却用長
穴２８に接続し、その第２の端部を冷却用長穴３０に接
続するためである。上記冷却用長穴３０は上記側面３２
の上で下に延びる。上記長穴２８ないし３０は冷却空気
の通路を集合的に備え、この冷却空気の通路は冷却空気
を底面３３から上面３１に通す。第４図に明示するよう
に、他の形状のシール部材２７を使用することも可能で
ある。このシール部材２７は、側壁３２に長穴３０，３
０・・・を有する形状とすることができる。この形状は
、通常の作動条件の下では冷却部材及びシール部材とし
ての作用を充分に行うが、成る条件の下では空気の流量
が減少するために、冷却上の問題を引き起こす危険があ
る。以下、これについて、詳細に説明する。In particular, as shown in FIGS. 3 to 6, the longitudinally elongated hole 28 is provided in the center of the strip-shaped piece 28. On the other hand, a plurality of transverse cooling elongated holes 29, 29 .・
... are provided so as to intersect with the surface of the strip-like small piece 27. This is because its first end is connected to the longitudinal cooling elongated hole 28 and its second end is connected to the cooling elongated hole 30. The cooling long hole 30 is connected to the side surface 32.
Extends down above. The elongated holes 28 to 30 collectively provide cooling air passages which pass cooling air from the bottom surface 33 to the top surface 31. It is also possible to use other shapes of sealing member 27, as clearly shown in FIG. This seal member 27 has elongated holes 30, 3 in the side wall 32.
0... can be made into a shape. Although this configuration provides adequate cooling and sealing under normal operating conditions, it does run the risk of creating cooling problems due to reduced air flow. This will be explained in detail below.
第５図に、上記空間２６の内部に配設されたシール装置
２７を示す。この空間２６は、縦方向の冷却用長穴及び
横方向の冷却用長穴２８．２９を有する。この冷却用長
穴２８．２９は、上記空間の低圧側の部分ＬＰに設けら
れる。複数の空気穴３３．３４は上記内側のプラットフ
ォーム３６の高圧側の側部と低圧側の側部とに設けられ
、高圧の空気を上記シール装置２７の上記空間の而３５
の低圧側に対面する部分に送り込み、上記プラットフォ
ームの間隙３６を充分にシールすることができる。この
構造によって明らかなように、上記シール装置２７は、
第５図及び第６図に示すように、空気制御部分の空気を
冷却用長穴２８ないし３０に通すことができる。これは
、上記プラットフォーム２０．２１のシール装置２７の
範囲内にある部分を、上記シール装置２７と共に冷却す
るためである。冷却空気は上記縦の長穴から、プラット
フォームの間隙３６の低圧側の空気穴３４゜３４、・・
・を経由して、外に出ることができる。FIG. 5 shows a sealing device 27 disposed inside the space 26. As shown in FIG. This space 26 has longitudinal cooling elongated holes and horizontal cooling elongated holes 28,29. The cooling elongated holes 28 and 29 are provided in the low pressure side portion LP of the space. A plurality of air holes 33 , 34 are provided on the high pressure side and the low pressure side of the inner platform 36 to direct high pressure air into the space 35 of the sealing device 27 .
can be fed into the portion facing the low pressure side of the platform to sufficiently seal the gap 36 of the platform. As is clear from this structure, the sealing device 27 is
As shown in FIGS. 5 and 6, air in the air control section can be passed through cooling slots 28-30. This is in order to cool the parts of the platform 20.21 that are within the range of the sealing device 27 together with the sealing device 27. Cooling air is supplied from the vertical elongated hole to the air hole 34° 34 on the low pressure side of the platform gap 36.
・You can go outside via.
次に、第６図について簡単に説明する。この図から明ら
かなように、シール装置２７は帯状小片の形であり、こ
れは、既に第４図に示したシール装置２７とは形状が異
なるが、既に説明したシール装置と同様に使用すること
が可能である。このシール装置には横方向の冷却用長穴
が設けられていないので、上記シール装置２７を上記空
間２６の側部の路に移動させ、その側面３７．３８を上
記凹部２５の底部３９又は４０に接触させて、上記長穴
２９に空気を、殆ど又は全く、流さない状態にする危険
がある。この問題は、底部３９゜４０が第６図に示すよ
うに平らである場合に、極めて大きい影響を与える。こ
のような問題があるので、この形状は問題を解決するた
めに好ましい形状であるとは言い難い。Next, FIG. 6 will be briefly explained. As is clear from this figure, the sealing device 27 is in the form of a strip, which differs in shape from the sealing device 27 already shown in FIG. 4, but can be used in the same way as the sealing device already described. is possible. Since this sealing device is not provided with lateral cooling elongated holes, the sealing device 27 can be moved into the lateral passages of the space 26 and its side surfaces 37. There is a danger that the elongated hole 29 may be brought into contact with the elongated hole 29, causing little or no air to flow through the elongated hole 29. This problem has the greatest impact when the bottom 39.degree. 40 is flat as shown in FIG. Because of these problems, it is difficult to say that this shape is a preferable shape for solving the problem.
とくに、第７図から明らかなように、上記横方向の長穴
２９，２９．・・・は上記シール用の帯状小片の縦軸線
４２，４２．・・・に対して鋭角φになるように配設す
ることができる。In particular, as is clear from FIG. 7, the horizontal elongated holes 29, 29. . . . is the longitudinal axis 42, 42 . of the band-like pieces for the seal. It can be arranged so as to form an acute angle φ with respect to...
第９図及び第１０図に、セグメント２２に挿入され′た
シール部材２７を示す。このシール部材は結合面を有し
、この結合面は上記エンジン１０、又は、セグメント２
２の縦軸線４３に対して鋭角の角度θをなすように配設
するのが便利である。9 and 10 show seal member 27 inserted into segment 22. This sealing member has a coupling surface, and this coupling surface is connected to the engine 10 or the segment 2.
It is convenient to arrange it so that it forms an acute angle θ with respect to the longitudinal axis 43 of FIG.
この角度θは上記角度φと同様である。これは、上記横
方向の各長穴２９を上記中心軸線４３に対して直角にす
るためである。以上のように配設されたシール装置２７
の長所は、サンドイッチ状に挟まれた２個のセグメント
の凹部２５，２５のいずれの側の凹部に対しても、同量
の冷却用空気を供給できることにある。この構造によっ
て、上記セグメント２２の過熱を防止し、その寿命を延
ばすことができる。This angle θ is the same as the angle φ described above. This is to make each horizontal elongated hole 29 perpendicular to the central axis 43. Sealing device 27 arranged as above
The advantage of this is that the same amount of cooling air can be supplied to the recesses on either side of the recesses 25, 25 of the two sandwiched segments. This structure prevents the segment 22 from overheating and extends its life.
再び第７図に戻れば、この第７図によって明らかなよう
に、上記セグメント２２に沿う任意の特定の部分を補助
的に冷却する必要がある場合には、範囲Ｐに示すような
上記横方向の長穴２９．２９゜・・・の数を増加させれ
ば良い。Returning again to FIG. 7, as is clear from FIG. 7, if it is necessary to supplementally cool any particular portion along the segment 22, The number of elongated holes 29.29°... should be increased.
シール装置２７は６００℃まで加熱されるが、このシー
ル装置２７に使用する材料としては、例えば、ニモニッ
ク７５ （ＮＩＭＯＮＩＣ７５）が適当であり、これ以
外の材料を使用することも可能である。The sealing device 27 is heated to 600° C., and a suitable material for the sealing device 27 is, for example, NIMONIC 75, but other materials may also be used.
第１図は本発明に基くシール装置を示すガスタービンエ
ンジンの略図、ｆｆ１２図は第１図のシール装置の部分
拡大図、第３図はシール用帯状小片の好ましい形状の斜
視図、第４図はシール用帯状小片の第２の好ましい形状
の斜視図、第５図は上記間のプラットフォームの間隙に
ある状態の第３図に示すシール用帯状小片の矢視Ａ−Ａ
の方向にみた断面図、第６図は上記間のプラットフォー
ムの間隙にある状態の第４図に示すシール用帯状小片の
矢視Ｂ−Ｂの方向にみた断面図、第７図はシール用帯状
小片のさらに他の形状の平面図、第８図はシール用帯状
小片のさらに他の形状の側面図、第９図は第２図のシー
ル装置の矢視Ｂの方向の部分拡大図、第１０図は第９図
の範囲Ｚにあるシール装置の部分拡大図、第１１図は従
来のシール装置の略図である。
１０・・・ガスタービンエンジン、１２・・・空気取入
口、１３・・・コンプレッサ部、１４・・・燃焼部、１
５・・・タービン部、１７．１８・・・ベーン、１９，
２０゜２１・・・プラットフォーム、２２・・・セグメ
ント、２３．２３・・・セグメントの端部、２５・・・
凹部、２６・・・空間、２７・・・シール部材、２８・
・・縦方向の長穴、２９．３０・・・横方向の長穴１．
３１・・・上面、３２・・・側壁、３３．３４・・・空
気穴、３６・・・プラットフォームの間隙、４２・・・
縦軸線。FIG. 1 is a schematic diagram of a gas turbine engine showing a sealing device according to the present invention, FIG. ff12 is a partially enlarged view of the sealing device of FIG. 5 is a perspective view of a second preferred form of the sealing strip, and FIG. 5 is a view A--A of the sealing strip shown in FIG. 3 in the gap between the platforms.
6 is a sectional view taken in the direction of arrow B-B of the sealing strip shown in FIG. 4 in the gap between the platforms, and FIG. 7 is a sectional view of the sealing strip FIG. 8 is a side view of still another shape of the small strip for sealing; FIG. 9 is a partially enlarged view of the sealing device in FIG. 2 in the direction of arrow B; FIG. The figure is a partially enlarged view of a sealing device in range Z in FIG. 9, and FIG. 11 is a schematic diagram of a conventional sealing device. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Gas turbine engine, 12... Air intake port, 13... Compressor part, 14... Combustion part, 1
5... Turbine part, 17.18... Vane, 19,
20°21...Platform, 22...Segment, 23.23...Segment end, 25...
Recessed portion, 26... Space, 27... Seal member, 28.
...Elongated hole in the vertical direction, 29.30...Elongated hole in the horizontal direction 1.
31...Top surface, 32...Side wall, 33.34...Air hole, 36...Gap between platforms, 42...
vertical axis line.
Claims (1)
シール部材（２７）であり、上記各構成部材に１個以上
の端部（２３）、（２４）が設けられ、上記端部（２３
）、（２４）が２個の側壁（３５）、（３５）を含み、
上記側壁（２５）が隣接する端部（２３）、（２４）の
内部の凹部（２５）と共働して空間（２６）形成し、上
記空間（２６）の内部に上記シール装置（２７）が挿入
され、上記シール装置（２７）が帯状小片を有し、上記
帯状小片が、第１の側部（３１）と、第２の側部（３３
）と、２個の縁（３２）とを有するシール部材において
、上記第１の側部（３１）に複数の長穴が設けられ、上
記長穴が第１の長穴（２８）と複数の第２の長穴（２９
）とを有し、上記第１の長穴（２８）が概ね上記帯状小
片の縦軸線（４２）に沿って延び、上記第２の長穴（２
９）が概ね上記第１の長穴（２９）を横断するように延
び、上記長穴が上記帯状小片（２７）の縁（３２）と上
記第１の長穴（２８）との間に通路を形成する作用をす
ることを特徴とするシール部材。 ２、上記帯状小片の縁（３２）に第３の長穴（３０）が
設けられ、上記第３の長穴（３０）の第１の端部が上記
帯状小片（３３）の第２の長穴（２９）に接続され、上
記第３の長穴（３０）の第２の端部が上記帯状小片（３
３）の第２の長穴（２９）に接続されることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項に記載のシール部材。 ３、加圧された作動流体が上記帯状小片の第２の側部（
３３）に作用して、上記帯状小片の第１の側部（３１）
を上記構成部材（２２）の隣接する側壁（３５）に押圧
することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のシ
ール部材。 ４、加圧された作動流体が上記長穴（２８）、（２９）
を通り、上記凹部（２５）の範囲で、上記シール部材（
２７）と上記構成部材（２２）を冷却する作用を行うこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のシール部
材。 ５、加圧された作動流体が上記長穴（２８）、（２９）
、（３０）を通り、上記凹部（２５）の範囲で、上記シ
ール部材（２７）と上記構成部材（２２）を冷却する作
用を行うことを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載
のシール部材。[Claims] 1. A sealing member (27) used between constituent members (22) arranged at a distance, each of which has one or more end portions (23), (24). is provided, and the end portion (23
), (24) include two side walls (35), (35),
The side wall (25) cooperates with the recess (25) inside the adjacent end portions (23) and (24) to form a space (26), and the sealing device (27) is provided inside the space (26). is inserted, and the sealing device (27) has a strip-shaped strip, the strip-shaped strip has a first side (31) and a second side (33).
) and two edges (32), a plurality of elongated holes are provided in the first side (31), and the elongated holes connect with the first elongated holes (28). Second long hole (29
), the first elongated hole (28) extends generally along the longitudinal axis (42) of the strip strip, and the second elongated hole (28) extends approximately along the longitudinal axis (42) of the strip-shaped piece.
9) extends generally across the first elongated hole (29), and the elongated hole provides a passageway between the edge (32) of the strip-shaped piece (27) and the first elongated hole (28). A sealing member characterized by having the function of forming. 2. A third elongated hole (30) is provided in the edge (32) of the strip-shaped small piece, and the first end of the third elongated hole (30) is connected to the second elongated hole of the strip-shaped small piece (33). The second end of the third elongated hole (30) is connected to the strip (3).
3) The sealing member according to claim 1, wherein the sealing member is connected to the second elongated hole (29) of claim 3). 3. Pressurized working fluid is applied to the second side of the strip (
33), the first side (31) of said strip-shaped piece
A sealing member according to claim 1, characterized in that the sealing member is pressed against an adjacent side wall (35) of the component (22). 4. Pressurized working fluid flows through the elongated holes (28) and (29)
, and within the range of the recess (25), the seal member (
27) and the constituent member (22). 5. Pressurized working fluid flows through the elongated holes (28) and (29)
, (30), and acts to cool the sealing member (27) and the component (22) in the range of the recess (25). Seal member.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8622435 | 1986-09-17 | ||
| GB08622435A GB2195403A (en) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | Improvements in or relating to sealing and cooling means |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6385203A true JPS6385203A (en) | 1988-04-15 |
Family
ID=10604354
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP23195287A Pending JPS6385203A (en) | 1986-09-17 | 1987-09-16 | Sealing member |
Country Status (4)
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|---|---|
| JP (1) | JPS6385203A (en) |
| DE (1) | DE3730411A1 (en) |
| FR (1) | FR2603967A1 (en) |
| GB (1) | GB2195403A (en) |
Cited By (6)
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