JP2010106830A - 蒸気タービン用の圧力作動による流路シール - Google Patents

蒸気タービン用の圧力作動による流路シール Download PDF

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Abstract

【課題】蒸気タービンの回転部品と静止部品とにわたって形成される圧力差によって作動されるシールを提供すること。
【解決手段】蒸気タービン(100)の圧力作動流路シールが開示される。1つの実施形態において、隙間閉鎖部品は、蒸気タービン(100)の回転部品(105)及び静止部品(110)の周辺に配置される。差圧により隙間閉鎖部品を作動させ、回転部品(105)と静止部品(110)との間の蒸気漏れ経路の半径方向クリアランスをシール又は低減する。
【選択図】 図3

Description

本発明は広義には蒸気タービンの回転部品と静止部品との間のシールに関し、具体的には、蒸気タービンの回転部品と静止部品との間で形成される圧力差によって作動されるシールに関する。
蒸気タービンでは、回転部品と静止部品の間のシールは、蒸気タービン性能の重要な部分である。蒸気漏れ経路の数及び程度が大きいほど、蒸気タービンの効率の損失が増すことは明らかであろう。例えば、静止部品のダイアフラムとロータの間又は回転部品のロータバケット先端と静止シュラウドの間のシールに多用されるラビリンスシール歯は、蒸気タービンの始動又は運転停止などの過渡運転時に半径方向及び周方向に移動できるようにかなりのクリアランスを維持しておく必要がある。勿論、これらのクリアランスはシールに悪影響を及ぼす。また、複数の独立したシール表面、半径方向クリアランスの公差累積及び複数のシールの組み立てに関するクリアランスの問題があり、いずれも蒸気タービン効率に悪影響を及ぼしかねない。さらに、蒸気タービンの効率を向上させるだけでなく、タービンの各種部品を修理及び補修できる能力及びかかる部品について既知の反復境界条件を作成する能力を向上させるシールを生成のは多くの場合困難である。
米国特許第7287956号明細書 米国特許第5601402号明細書 米国特許出願公開第2008/0169616号明細書
本発明の1つの態様では、蒸気タービンを提供する。蒸気タービンは、複数の軸方向位置に離隔しかつ周方向に離隔した複数のバケットを含む回転部品を備える。複数のバケットの各々は、1以上のシール歯を含む隣接カバーを備える先端を有する。蒸気タービンは、取付パーティションで隔てられたダイアフラム外側リングと内側ダイアフラムリングを各々有する複数のダイアフラムを含む静止部品をさらに備える。複数のダイアフラムは、軸方向に、複数のバケットの隣り合った列の間に配置される。各列は、タービンを通る蒸気流路の一部を画成するタービン段を形成する。各ダイアフラム外側リングには、高圧端部を低圧端部と接続する通路が形成されている。蒸気タービンは、回転部品及び静止部品の周辺に配置され、蒸気漏れ経路の一部をシールする隙間閉鎖部品をさらに含む。隙間閉鎖部品は、複数の隙間閉鎖具を含む。複数の隙間閉鎖具の各々は、それぞれのダイアグラム外側リング及びバケットカバーの1以上のシール歯の周辺に配置される。複数の隙間閉鎖具の各々は、それぞれのダイアフラム外側リングの通路で形成される圧力差によって作動され、バケットカバーの1以上のシール歯とダイアフラム外側リングを通る蒸気漏れ経路をシールする。
従来技術による様々なシールを示す蒸気タービンの一部の部分断面図。 本発明の第1の実施形態に係る隙間閉鎖具の概略断面図。 圧力差の存在下で作動状態の図2の隙間閉鎖具を示す概略断面図。 本発明の第2の実施形態に係る隙間閉鎖具の概略断面図。 本発明の第3の実施形態に係る隙間閉鎖具の概略断面図。 圧力差の存在下で作動状態の図5の隙間閉鎖具を示す概略断面図。 本発明の第4の実施形態に係る隙間閉鎖具の概略断面図。 圧力差の存在下で作動状態の図7の隙間閉鎖具を示す概略断面図。 本発明の第5の実施形態に係る隙間閉鎖具の概略断面図。 圧力差の存在下で作動状態の図9の隙間閉鎖具を示す概略断面図。 本発明の第6の実施形態に係る隙間閉鎖具の概略断面図。 圧力差の存在下で作動状態の図11の隙間閉鎖具を示す概略断面図。
図面、特に図1を参照すると、回転部品105と静止部品110を有する蒸気タービン100の一部が示されている。回転部品105は、例えば、周方向に離隔した複数のバケット120がタービンの複数の軸方向位置に離隔して各タービン段の部分をなすように装着されたロータ115を含む。静止部品110は、ノズルを画成するパーティション130が取付けられた複数のダイアフラム125を含んでおり、それぞれのバケットと共に蒸気タービン100の様々な段を形成する。図1に示すように、ダイアフラム125の外側リング125は、バケット120の先端に隣接するシュラウド又はカバー145と共にシールするため、シール歯140の1以上の列を支持する。同様に、ダイアフラム125の内側リング150には、弧状シールセグメント155が取付けられる。シールセグメント155は、ロータ115と共にシールするため、半径方向内向きに延びる高低歯160を有する。同様のシールが、図示した通り蒸気タービン100の様々な段に設けられ、蒸気流路の方向は矢印165で示す。
図2は、本発明の第1の実施形態に係る隙間閉鎖部品の概略断面図である。図2は、図3〜図12と同様に本発明の各種隙間閉鎖の動作を説明するために必要な図1に示す蒸気タービンの回転部品と静止部品の一部しか示していない。特に、図2は、蒸気タービンの回転部品用のシール歯205をもつバケット先端及びカバー200と、蒸気タービンの静止部品用のダイアフラム外側リング210を示す。ダイアフラム210には、タービン段の高圧端部220をタービン段の低圧端部225に接続する通路215が形成されている。この実施形態では、通路215は、好ましくはダイアフラム210外側リング210に形成された流路であって、蒸気が高圧上流位置(PUP)から低圧下流位置(PDOWN)へと流れる際に蒸気流路230からの代替漏れ経路を与える。低圧端部225の圧力は、高圧端部220(又は蒸気流路230を図示した箇所)の圧力よりも低い。低圧端部225の圧力が低いのは、第1のシール歯205での圧力降下に起因する。隙間閉鎖部品(例えば、フラップシール235)を開/閉させるのは、この差つまり高圧端部220と低圧端部225との圧力差である。高圧端部220をさらに上流側(例えば、ノズル前段の前方)に配置すれば、圧力差をさらに大きくすることができることは当業者には自明であろう。このことが図3〜図10に示す実施形態にも同様に当てはまることも当業者には自明であろう。図2では、通路215をU字形として示したが、高圧端部220から低圧端部225に蒸気流路230を移動させるための他の形状の通路も利用できることは当業者には自明であろう。
上述の通り、図2に示す実施形態の隙間閉鎖部品は、通路215の低圧端部225近傍のダイアフラム210外側リング210にヒンジ240でヒンジ接続されたフラップシール235を含む。図2に示すフラップシール235は休止又は非作動状態にある。つまり、高圧端部220と低圧端部225の間に圧力差は形成されていない。図3は、圧力差が形成されたときの作動状態のフラップシール235を示す。図3に示す作動状態では、フラップシール235は、通路215の低圧端部225から離れて、バケットカバー200のシール歯205を覆うように移動する。具体的には、フラップシール235は、蒸気漏れ経路の高圧領域に暴露されるシール歯205の面245を覆う。こうして、フラップシール235は、シール歯205と静止部品の外側静止部材の間に存在する隙間に蓋をすることができる。
図4は、本発明の第2の実施形態に係る隙間閉鎖部品の概略断面図である。図4において、図2〜図3の部品と同様の部品には、図4で用いた符号には先頭に4を付した点を除いて、同じ符号を用いた。図4に示す実施形態の隙間閉鎖部品はフラップシール435であり、一端に溶接されたベロウ湾曲部440と、その反対側端部に垂直リップ445とを有する。この実施形態では、ベロウ湾曲部440は圧力差の存在下でシール歯405と結合し、垂直リップ445は圧力差の非存在下で通路415の低圧端部425と接触する。ベロウ湾曲部440はフラップシールのバネ定数及び圧力を下げ、一方、垂直リップ445は圧力を保ちフラップシールのはためきを防ぐのに役立つ。
図5は、本発明の第3の実施形態に係る隙間閉鎖部品の概略断面図である。図5において、図2〜図3の部品と同様の部品には、図5で用いた符号には先頭に5を付した点を除いて、同じ符号を用いた。図5に示す実施形態の隙間閉鎖部品は、通路515の低圧端部525でダイアフラム210外側リング510の溝540に配置されたピストン535を含む。説明の便宜上、図5の通路515は、これまで図とは異なり、その全体は示していない点に留意されたい。この実施形態では、複数の湾曲バネ545が、各々、ピストン535の上側部分560の両端の上部セクション550と下部セクション555、並びにダイアフラム210外側リング510の溝540の一部と当接している。当業者には自明であろうが、この実施形態は、下側湾曲バネ545の設計が適切になされている限り、上側湾曲バネ545を使用しなくても実施できる。基本的に、上側湾曲バネ545の機能は、ピストン535を位置決めし、アセンブリががたつかないようにすることである。上側湾曲バネ545は、低い圧力差でシールを作動できるように荷重を調和させるのにも役立つ。下側湾曲バネ545は、圧力差の非存在下でピストン535を元の位置に戻すために用いられる。湾曲バネ545の第2の機能は、ピストン535周囲の隙間をシールすることである。
図5に示すピストン535は休止又は非作動状態にある。つまり、通路515の高圧端部520と低圧端部525の間に圧力差は形成されていない。図6は、圧力差が形成されたときの作動状態のピストン535を示す。図6に示す作動状態では、圧力差の存在によって複数の湾曲バネ545の荷重バランスが崩れ、ピストン535を、バケットカバー500のシール歯505とダイアフラム外側リング510を通る蒸気流路530に向けて付勢する。
別の実施形態では、湾曲バネ545を1個だけ使用することもできる。さらに、別の実施形態では、隙間閉鎖部品で湾曲バネを一切使用しないようにすることもできる。この実施形態では、タービンの下半分のピストンは重力でその初期位置に戻るので、それらに戻り機構は必要とされない。
図7は、本発明の第4の実施形態に係る隙間閉鎖部品の概略断面図である。図7において、図5〜図6の部品と同様の部品には、図7で用いた符号には先頭に7を付した点を除いて、同じ符号を用いた。図7の実施形態では、2枚の二面バネ775を用いて、ピストン735の上部セクション780、側部セクション785、及び下部セクション790、並びにダイアフラム210外側リング710の溝740の一部分を当接させる。2枚の二面バネ775は側部セクション785にクリップ留めされる。この構成では、図5〜図6に示す実施形態に比べて部品の数が減り、バネの位置ずれの可能性が低減する。
図7に示すピストン735は休止又は非作動状態にある。つまり、通路715の高圧端部720と低圧端部725の間に圧力差は形成されていない。図8は、圧力差が形成されたときの作動状態のピストン735を示す。図8に示す作動状態では、圧力差の存在によって二面バネ775の荷重バランスが崩れ、ピストン735を、蒸気流路530からバケットカバー700のシール歯705及びダイアフラム外側リング710を通って生じる蒸気漏れ経路に向けて付勢する。図5〜図6に示す実施形態と同様に、1枚の二面バネ775だけを使用することもできるし、或いはバネを使用しなくてもよい。
図9は、本発明の第5の実施形態に係る隙間閉鎖部品の概略断面図である。図9において、図5〜図6の部品と同様の部品には、図9で用いた符号には先頭に9を付した点を除いて、同じ符号を用いた。図9の実施形態では、エラストマー要素975を用いて、ピストン935の上側部分960の下部セクション980とダイアフラム外側リング910の溝940の一部分とを当接させる。当業者には自明であろうが、エラストマー要素975は様々な形状のものから構成でき、中実でも中空であってもよい。この実施形態において蒸気タービンの低温段に使用することのできるエラストマー要素の非限定的な例としては、VITON(400°F;DuPont Dow Elastomers社の登録商標である)、及びSILASTIC(600°F;Dow Corning Corporationの登録商標である)が挙げられる。
図9に示すピストン935は休止又は非作動状態にある。つまり、通路915の高圧端部920と低圧端部925の間に圧力差は形成されていない。図10は、圧力差が形成されたときの作動状態のピストン935を示す。図10に示す作動状態では、圧力差の存在によってエラストマー要素975の荷重バランスが崩れ、ピストン935を、バケットカバー900のシール歯905及びダイアフラム外側リング910を通る蒸気流路から生じる蒸気漏れ経路に向けて付勢する。
別の実施形態では、エラストマー要素975を1個だけ使用することもできる。さらに、別の実施形態では、隙間閉鎖部品でエラストマー要素を一切使用しないようにすることもできる。この実施形態では、タービンの下半分のピストンは重力でその初期位置に戻るので、それらに戻り機構は必要とされない。
図11〜図12は、本発明の第6の実施形態に係る隙間閉鎖具の概略断面図である。図11〜図12は、蒸気タービンの簡略化された図を示している点では図3〜図10と同様であるが、図11〜図12では、蒸気タービンの回転部品及び静止部品を幾分詳細に示している。具体的には、図11〜図12は、回転部品用のシール歯1110をもつ先端カバー1105を有するバケット1100と、静止部品用のダイアフラム外側リング1115及び取付パーティション1120を示す。ダイアフラム外側リング1115には、タービン段の高圧端部1130をタービン段の低圧端部1135に接続する通路1125が形成されている。この実施形態では、通路1125は、好ましくは、ダイアフラム外側リング1115に形成された流路であって、蒸気が高圧上流位置(PUP)から低圧下流位置(PDOWN)へと流れる際の蒸気流路1140の代替漏れ経路を与える。
図11〜図12に示す実施形態の隙間閉鎖部品は、軸方向に作動する通路1125の低圧端部1135でダイアフラム外側リング1115の溝1150に配置されたピストン1145を含む。ピストン1145は、頂部1155と底部1160を含む。頂部1155の体積は底部1160よりも大きい。さらに、底部1160は、外向きに突き出た1以上のシール歯1165を有する。当業者には自明であろうが、この実施形態は、1つのシール歯しか有さないピストン1145でも、或いは所望によりシール歯のないピストン1145でも実施できる。ピストン1145の底部1160から外向きに突き出た1以上のシール歯1165は、図12に示す圧力差の存在下で、バケットカバー1105の1以上のシール歯1110及びダイアフラム外側リング1115を通る蒸気漏れ経路に向けて付勢される。具体的には、1本のシール歯1105がバケットから軸方向に突き出ている。ピストン1145によってもたらされるピストン作動シールは、バケットから突き出た軸方向歯1110と重なり合って、さらに流れを阻止し、漏出流に蛇行経路を生じる。図11〜図12は、この実施形態の隙間閉鎖部品が少なくとも2枚のバネ要素1170をさらに含んでいることを示している。各バネ要素1170は、ピストン1145の頂部及び底部並びにダイアフラム外側リング1115の溝1150の一部に当接する。図11〜図12は、2枚のバネ要素の使用について開示しているが、バネ要素を1枚だけ用いてもよいし、バネ要素を用いなくてもよいし、同様の機能をもつデバイス(エラストマー要素)を用いてもよい。図12に示すように、圧力差の存在によって2枚のバネ要素1170の荷重バランスが崩れ、ピストン1145の底部から外側に突き出した1以上のシール歯1165を、バケットカバー1105の1以上のシール歯1110及びダイアフラム外側リング1115を通る蒸気漏れ経路に向けて付勢する。当業者には自明であろうが、この実施形態のシールは1枚のバネ要素1170だけで作動することができ、この実施形態は、図11〜図12に示すバネの数に限定されない。
図11〜図12の実施形態に示す追加の要素として、ダイアフラム外側リング1115の延長部1190の溝1185に配置された1以上のシール歯1180を有するシール支持体1175がある。シール支持体1175は、バケットカバー1105の1以上のシール歯1110に対して半径方向にある。シール支持体1175は、蒸気タービンの回転部品と静止部品を流れるシール経路のシールを与える役割も果たす。
特に好ましい実施形態に関して説明してきたが、様々な変形及び修正は当業者には明らかであろう。従って、特許請求の範囲は、本発明の技術的範囲に属する修正及び変更を包含する。
100 蒸気タービン
105 回転部品
110 静止部品
115 ロータ
120 バケット
125 複数のダイアフラム
130 取付パーティション
135 外側リング
140 シール歯
145 シュラウド又はカバー
150 内側リング
155 弧状シールセグメント
160 高−低歯
165 蒸気流路
200 バケット先端及びカバー
205 シール歯
210 ダイアグラム外側リング
215 通路
220 高圧端部
225 低圧端部
230 蒸気流路
235 フラップシール
240 ヒンジ
245 シール歯の面
400 バケット先端及びカバー
405 シール歯
410 ダイアグラム外側リング
415 通路
420 高圧端部
425 低圧端部
430 蒸気流路
435 フラップシール
440 ベロウ湾曲部
445 垂直先端部
500 バケットカバー
505 シール歯
510 ダイアグラム 外側リング
515 通路
520 高圧端部
525 低圧端部
530 蒸気流路
535 ピストン
540 溝
545 複数の湾曲バネ
550 上部セクション
555 下部セクション
560 上側部分
700 バケットカバー
705 シール歯
710 ダイアグラム外側リング
715 通路
720 高圧端部
725 低圧端部
730 蒸気流路
735 ピストン
740 溝
760 上側部分
775 2枚の二面バネ
780 上部セクション
785 側部セクション
790 下部セクション
900 バケットカバー
905 シール歯
910 ダイアグラム外側リング
915 通路
920 高圧端部
925 低圧端部
935 ピストン
940 溝
960 上側部分
975 エラストマー要素
980 下部セクション
1100 バケット
1105 先端カバー
1110 シール歯
1115 ダイアグラム外側リング
1120 取付パーティション
1125 通路
1130 高圧端部
1135 低圧端部
1145 ピストン
1150 溝
1155 頂部
1160 底部
1165 シール歯
1170 バネ要素
1175 シール支持体
1180 シール歯
1185 溝
1190 延長部

Claims (10)

  1. 蒸気タービン(100)であって、
    複数の軸方向位置に離隔しかつ周方向に離隔した複数のバケットを含む回転部品(105)であって、複数のバケットの各々が、1以上のシール歯を含む隣接カバーを備える先端を有する回転部品(105)と、
    取付パーティションで隔てられたダイアフラム外側リングと内側ダイアフラムリングを各々有する複数のダイアフラムを含む静止部品(110)であって、複数のダイアフラムが軸方向に複数のバケットの隣り合った列の間に配置されていて、各列がタービン(100)を通る蒸気流路の一部を画成するタービン段を形成し、各ダイアフラム外側リングに高圧端部を低圧端部と接続する通路が形成されている、静止部品(110)と、
    蒸気漏れ経路の一部をシールするため回転部品(105)及び静止部品(110)の周辺に配置された隙間閉鎖部品であって、隙間閉鎖部品が複数の隙間閉鎖具を含んでおり、複数の隙間閉鎖具の各々が、それぞれのダイアグラム外側リング及びバケットカバーの1以上のシール歯の周辺に配置されていて、複数の隙間閉鎖具の各々が、それぞれのダイアフラム外側リングの通路で形成される圧力差によって作動され、バケットカバーの1以上のシール歯とダイアフラム外側リングを通る蒸気漏れ経路をシールする隙間閉鎖部品と
    を備える蒸気タービン(100)。
  2. 前記複数の隙間閉鎖具の各々が、ダイアフラム外側リング(210)に形成された通路(215)の低圧端部(225)でダイアフラム外側リング(210)にヒンジ接続されるフラップシール(235)を含んでおり、フラップシール(235)が圧力差の存在下で通路(215)の低圧端部(225)を開放し、フラップシール(235)が圧力差の存在下で通路(215)の低圧端部(225)から離れてバケットカバー(200)のシール歯(205)を覆うように移動し、フラップシール(235)が高圧領域に露出されたシール歯(205)の面(245)を覆う、請求項1記載の蒸気タービン(100)。
  3. 前記フラップシール(435)が、一方の端部にベロウ湾曲部(440)と、その反対側端部の垂直リップ(445)とを備える、請求項2記載の蒸気タービン(100)。
  4. 前記複数の隙間閉鎖具の各々が、通路の低圧端部でダイアフラム外側リングの溝に配置されたピストンを含み、該ピストンが圧力差の存在下でバケットカバーの1以上のシール歯を通る蒸気漏れ経路に向けて付勢される、請求項1記載の蒸気タービン(100)。
  5. 前記複数の隙間閉鎖具の各々が複数の湾曲バネ(545)をさらに含んでいて、各湾曲バネ(545)がピストン(535)の上側部分(560)の両端の上部セクション(550)及び下部セクション(555)並びにダイアフラム外側リング(510)の溝(540)の一部と当接しており、圧力差の存在によって複数の湾曲バネ(545)の荷重バランスが崩れ、ピストン(535)を、バケットカバー(500)の1以上のシール歯(535)及びダイアフラム外側リング(510)を通る蒸気漏れ経路に向けて付勢する、請求項4記載の蒸気タービン(100)。
  6. 前記複数の隙間閉鎖具の各々が、少なくとも1枚の二面バネ(775)をさらに含んでいて、少なくとも1つの各二面バネ(775)が、ピストン(735)の上側部分(760)の上部セクション(780)、側部セクション(785)及び下部セクション(790)並びにダイアフラム外側リング(710)の溝(740)の一部に当接しており、圧力差の存在によって少なくとも1枚の二面バネ(775)の荷重バランスが崩れ、ピストン(735)をバケットカバー(700)の1以上のシール歯(705)及びダイアフラム外側リング(710)を通る蒸気漏れ経路に向けて付勢する、請求項4記載の蒸気タービン(100)。
  7. 前記複数の隙間閉鎖具の各々が少なくとも1つのエラストマー要素(975)をさらに含んでおり、少なくとも1つのエラストマー要素(975)が、ピストン(935)の上側部分(960)の下部セクション及びダイアフラム外側リング(910)の溝(940)の一部に当接しており、圧力差の存在によって少なくとも1つのエラストマー要素(975)の荷重バランスが崩れ、ピストン(935)をバケットカバー(900)の1以上のシール歯(905)及びダイアフラム外側リング(910)を通る蒸気漏れ経路に向けて付勢する、請求項4記載の蒸気タービン(100)。
  8. 前記複数の隙間閉鎖具の各々が、軸方向に作動する通路(1125)の低圧端部(1130)でダイアフラム外側リング(1115)の溝(1150)内に配置されたピストン(1145)を含んでおり、ピストン(1145)が頂部(1155)と底部(1160)とを含んでいて、頂部(1155)の体積が底部(1160)よりも大きく、底部(1160)が外側に突き出た1以上のシール歯(1165)を有しており、ピストン(1145)の底部(1160)から外向きに突き出た1以上のシール歯(1165)が圧力差の存在下で、バケットカバー(1105)の1以上のシール歯(1110)及びダイアフラム外側リング(1115)を通る蒸気漏れ経路に向けて付勢される、請求項1記載の蒸気タービン(100)。
  9. 前記複数の隙間閉鎖具の各々が少なくとも1つのバネ要素(1170)をさらに含んでおり、少なくとも1つの各バネ要素(1170)が、ピストン(1145)の頂部(1155)及び底部(1160)並びにダイアフラム外側リング(1115)の溝(1150)の一部に当接しており、圧力差の存在によって2つのバネ要素(1170)の荷重バランスが崩れ、ピストン(1145)の底部(1160)から外向きに突き出た1以上のシール歯(1165)を、バケットカバー(1105)の1以上のシール歯(1110)及びダイアフラム外側リング(1115)を通る蒸気漏れ経路に向けて付勢する、請求項8記載の蒸気タービン(100)。
  10. 前記複数の隙間閉鎖具の各々が圧力差の非存在下で後退する、請求項1記載の蒸気タービン(100)。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012145060A (ja) * 2011-01-14 2012-08-02 Hitachi Ltd 蒸気タービンのシール構造
JP2020505555A (ja) * 2017-02-02 2020-02-20 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ タービンの先端バランススリット

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8052380B2 (en) * 2008-10-29 2011-11-08 General Electric Company Thermally-activated clearance reduction for a steam turbine
US8021103B2 (en) 2008-10-29 2011-09-20 General Electric Company Pressure activated flow path seal for a steam turbine
US8864443B2 (en) * 2010-07-14 2014-10-21 Hitachi, Ltd. Sealing device for steam turbines and method for controlling sealing device
EP2597265A1 (de) * 2011-11-28 2013-05-29 Siemens Aktiengesellschaft Laufschaufel für eine axial durchströmbare Turbomaschine
PL225446B1 (pl) 2013-04-30 2017-04-28 Gen Electric Zespół sterowania cieplnego dla turbiny, zespół wytwarzania energii elektrycznej zawierający turbinę oraz turbina zawierająca zespół sterowania cieplnego
ITFI20130237A1 (it) * 2013-10-14 2015-04-15 Nuovo Pignone Srl "sealing clearance control in turbomachines"
US9829007B2 (en) 2014-05-23 2017-11-28 General Electric Company Turbine sealing system
FR3027622B1 (fr) * 2014-10-28 2018-11-09 Safran Aircraft Engines Aube de rotor a pilotage de jeu actif, ensemble tournant et son procede de fonctionnement
US10370994B2 (en) 2015-05-28 2019-08-06 Rolls-Royce North American Technologies Inc. Pressure activated seals for a gas turbine engine
US10653307B2 (en) * 2018-10-10 2020-05-19 Wm & Dg, Inc. Medical devices for airway management and methods of placement
RU196211U1 (ru) * 2019-12-04 2020-02-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Брянский государственный технический университет» Уплотнение радиального зазора безбандажного направляющего аппарата турбомашины

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL269161A (ja) * 1960-09-28
JPS57122103A (en) * 1981-01-21 1982-07-29 Hitachi Ltd Seal device at moving blade end
US5601402A (en) * 1986-06-06 1997-02-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Turbo machine shroud-to-rotor blade dynamic clearance control
SU1687804A1 (ru) * 1989-06-09 1991-10-30 Военно-воздушная инженерная Краснознаменная академия им.проф.Н.Е.Жуковского Устройство дл регулировани осевых зазоров в лопаточных машинах газотурбинных двигателей
US5098257A (en) 1990-09-10 1992-03-24 Westinghouse Electric Corp. Apparatus and method for minimizing differential thermal expansion of gas turbine vane structures
US5234318A (en) 1993-01-22 1993-08-10 Brandon Ronald E Clip-on radial tip seals for steam and gas turbines
US5333993A (en) 1993-03-01 1994-08-02 General Electric Company Stator seal assembly providing improved clearance control
DE19938274A1 (de) 1999-08-12 2001-02-15 Asea Brown Boveri Vorrichtung und Verfahren zur geziehlten Spalteinstellung zwischen Stator- und Rotoranordnung einer Strömungsmaschine
JP4301692B2 (ja) 2000-03-31 2009-07-22 三菱重工業株式会社 ガスタービン
RU2211975C1 (ru) * 2002-01-31 2003-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Энергосервис" Устройство для уплотнения зазора ступени паровой турбины
US6926495B2 (en) 2003-09-12 2005-08-09 Siemens Westinghouse Power Corporation Turbine blade tip clearance control device
US7287956B2 (en) * 2004-12-22 2007-10-30 General Electric Company Removable abradable seal carriers for sealing between rotary and stationary turbine components
US8540479B2 (en) * 2007-01-11 2013-09-24 General Electric Company Active retractable seal for turbo machinery and related method
US8052380B2 (en) * 2008-10-29 2011-11-08 General Electric Company Thermally-activated clearance reduction for a steam turbine
US8021103B2 (en) 2008-10-29 2011-09-20 General Electric Company Pressure activated flow path seal for a steam turbine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012145060A (ja) * 2011-01-14 2012-08-02 Hitachi Ltd 蒸気タービンのシール構造
JP2020505555A (ja) * 2017-02-02 2020-02-20 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ タービンの先端バランススリット
JP7187464B2 (ja) 2017-02-02 2022-12-12 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ タービンの先端バランススリット

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