JPH0423087B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0423087B2
JPH0423087B2 JP56502265A JP50226581A JPH0423087B2 JP H0423087 B2 JPH0423087 B2 JP H0423087B2 JP 56502265 A JP56502265 A JP 56502265A JP 50226581 A JP50226581 A JP 50226581A JP H0423087 B2 JPH0423087 B2 JP H0423087B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
turbine
control ring
expansion control
shroud
engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP56502265A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS58500489A (ja
Inventor
Uooren Daburyu Deiuisu
Maikeru Daburyu Kipuringu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Caterpillar Inc
Original Assignee
Caterpillar Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Caterpillar Inc filed Critical Caterpillar Inc
Publication of JPS58500489A publication Critical patent/JPS58500489A/ja
Publication of JPH0423087B2 publication Critical patent/JPH0423087B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/08Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はタービン機関に関し特にガスタービン
の周りにタービンシユラウド組立体を有するガス
タービン機関に関する。
〔従来の技術〕
ガスタービン機関は、効果的に運転するため
に、タービン羽根及び周囲の機関の間に比較的小
さな公差を維持しなければならない。これはター
ビン羽根の端及び周囲シユラウドの間を通る膨脹
するガスによる動力の損失を最小限にするために
必要である。タービン機関において、機関に対す
るタービン羽根車の膨脹は設計時や機関の運転中
に処理されねばならない問題である。
上記したように、ガスタービン機関の効率はガ
スタービンを通るガス流の密封性に大きく依存す
る。熱ガスがタービン羽根車及び延在するタービ
ン羽根に衝突する時、タービン羽根車の相当な膨
脹がある。タービン羽根車及び周囲タービンシユ
ラウド構造を近接維持するために、いくつかの処
置がとられ得る。第一に、タービンシユラウド構
造の膨脹比がタービン羽根車の膨脹比と本質的に
同じか又は僅かに大きいことを保証することを試
みることは適当である。これを達成するために、
タービンシユラウド構造をその全体の環境を通し
て等しく膨脹するように設計することが必要であ
る。この型の構造は1981年2月17日にKarlW.
Karstensenに付与された「タービンシユラウド
組立体用膨脹制御リング」に対する米国特許第
4251185号に教示されている。前記した特許に開
示された構造は機関軸線と同心状のシユラウド組
立体を膨脹させることができるが、それは機関の
加速又は減速中にタービン羽根車が一時的に偏心
して過度の膨脹した場合にタービン羽根及びシユ
ラウドの間により大きな隙間を必要とするもので
ある。従つて、前記した特許では摩剥可能のシユ
ラウド構造がまた利用される。斯かるシユラウド
構造はタービン羽根に対する過度の損傷なしにシ
ユラウド構造との種々のタービン羽根の接触を行
なうことができない。特に、シユラウド構造の摩
剥可能の部分はタービン羽根より柔かく作られる
ので、斯かる接触的にシユラウド構造は摩耗す
る。
他の応用では、タービン羽根の先端はタービン
羽根先端の或る量が摩耗するように設計されてい
る。これらの型のタービン羽根はタービンシユラ
ウドとの羽根の接触が「鳴き」を生じることから
由来する「鳴き先端」と一般に云われている。
「鳴き先端」羽根の唯一の欠点は通常ガスタービ
ン羽根に見られる冷却通路がタービン先端の摩剥
によつて容易に塞がれることである。冷却通路が
タービン羽根中で塞がれると、タービン羽根は過
熱され次に破損する。
両方の摩剥可能のシユラウド型構造及び「鳴き
先端」型構造では、タービン羽根車及びシユラウ
ド構造の間の隙間がシユラウド構造又はタービン
先端のいずれかで金属の摩剥を生じるに充分なタ
ービン羽根車及びシユラウド構造の間の接触があ
るたびごとに増加され、隙間の増加があるのみな
らず、摩剥された粒子がガスタービンの下流側の
動力タービンを損傷し得る可能性があつた。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、かかる上記の既知の先行技術では限
界があるので、先行技術に代わるタービン羽根が
偏心しながらも他の部材と接触せずに回転するこ
とのできるタービン機関を提供することを目的と
する。
〔課題を解決するための手段〕
即ち、本発明に係るタービン機関は、タービン
羽根車の周りに同心円状に取り付けられたシユラ
ウド組立体を備え、該シユラウド組立体が一対の
リングと、該リングの間に配置されたスペーサリ
ングと、膨脹制御リングとを有するタービン機関
にして、前記スペーサリングはその内周に複数の
切欠きが形成され、前記膨脹制御リングはその外
周に前記切欠きに対応する複数の延在する出張り
が形成され、前記出張りは前記切欠き内に延び、
前記各切欠きは対応する前記出張りの両側及び半
径方向に空間を有し、前記タービン羽根車が前記
機関軸線に対して偏心的または同心的に運転され
ている際に、前記膨脹制御リングは前記空間によ
り前記タービン羽根車と全体的な同心性を維持す
る構成を特徴とする。
〔作用〕
従つて、シユラウド構造を浮動膨脹制御リング
を介して機関の軸線に対して偏心的に移動させ、
それによりタービン羽根車との同心性を維持す
る。
〔実施例〕
第1図を参照すると、タービンシユラウド組立
体10の部分が例示されている。第1図に示した
シユラウド組立体10のようなタービンシユラウ
ド組立体は、矢印Gによつて示されるような熱ガ
スの流れが衝突する複数個の羽根12を外方に有
するタービン羽根車11(第4A図−第4E図に
概略的に図示されている)を取囲むように設けら
れガスタービン機関に使用される。
第1図に示したように、シユラウド組立体10
は3つの主要な部分、スペーサリング14、一対
のマニホルドリング28及び30、及び膨脹制御
リング20からなる。スペーサリング14は複数
個の切欠き16をその中に形成して膨脹制御リン
グ20の外方延在ウエブ32に形成された対応す
る出張り18を受けるようになつている。膨脹制
御リング20は複数個のシユラウドセグメント2
2を有する。シユラウドセグメント22及び膨脹
制御リング20は周囲の機関に固定されたスペー
サリング14及び回転するタービン羽根12の間
に浮動界面を提供する。
次に第2図を参照すると、膨脹制御リング20
及び関連したシユラウドセグメント22がいかに
して機関ケーシング24に浮動的に取り付けられ
るかが分り得る。スペーサリング14は対応する
複数個のボルト27を通し得る複数個の穴26を
形成している。スペーサリング14のそれぞれの
側にマニホルドリング28及び30がそれぞれあ
る。これらのマニホルドリングの目的は米国特許
第4251185号に一層明瞭に記載されている。これ
らのリングがシユラウド組立体の支持を提供する
ことに加えて冷却空気をシユラウド組立体へ向け
ることを云うにとどめておく。
第2図で分り得るように、ボルト27はマニホ
ルドリング28及び30及びスペーサリング14
を介して機関ケーシング24へ通り取付けられて
いる。
スペーサリング14は膨脹制御リング20のウ
エブ32の厚さT2より僅かに厚い寸法T1を有す
る。この大きい厚さはマニホルドリング28及び
30及びスペーサリング14に対する膨脹制御リ
ング20の移動を許す。
次に第3図を参照すると、膨脹制御リング20
の部分の拡大図がスペーサリング14に対して図
示されている。膨脹制御リング20は半径R1
有する外周34を有し、一方スペーサリング14
は半径R2を有する内周を有する。半径R2が半径
R1より所定の量だけ大きいことは明らかである。
同様に、第3図において、それぞれの出張り18
が幅W1を有し、一方それぞれの切欠き16が幅
W2を有することが分り得る。更に、それぞれの
切欠きの深さは所定の量Dに等しく、一方それぞ
れの出張りの高さはHに等しい。
そこで、それぞれの切欠き及びそれぞれの出張
りの間の関係は、 W2−W1/2<〔(R2+D)−(R1+H)〕 と定義され得る。
この隙間関係は膨脹制御リングの同心的運動を
制御するものである。
産業上の適応性 上記したように組立てられた部品によつて、ガ
スタービン機関中の膨脹制御リング20は次のパ
ラグラフに説明されるように偏心的に移動し得
る。
次に第4A図を参照すると、膨脹制御リングは
20で円として概略的に図示され、一方スペーサ
リングも14で円として概略的に図示されてい
る。関連したタービン羽根12を有する概略的な
タービン羽根車11は第4A図の静止位置に図示
されている。上記した米国特許第4251185号に記
載されているような摩剥可能のシユラウドセグメ
ントを有する先行技術の装置は機関の始動時又は
運転中にタービンシユラウド20′及びタービン
羽根車11′の間に同心性がないならば第4B図
に示すような形をとる。特に、第4B図において
タービン羽根車11′が下方へ移動して関連した
タービン羽根12′が膨脹制御リング20′に接触
することが理解され得る。摩剥可能の構造によつ
て、膨脹制御リングは次に第4C図に示すように
円形を失なつてくる。この円形を失なつた状態は
第4C図に示したように、羽根及びタービン羽根
車の間の隙間増大によりタービン機関の効率の損
失を生じる。第4A図−第4E図での例示が問題
をよく明らかにするために誇張している。
本発明の背景で説明したような「鳴き先端」型
羽根は第4D図に示され、羽根12″がタービン
羽根車全体の周りで長さを減じている。従つて、
効率の損失は第4C図に示した態様におけるより
はるかに大きくなる。第4D図では、「鳴き先端」
羽根12″は摩耗されて羽根12″及び膨脹制御リ
ング20″の間の隙間が同心状に増大されている。
勿論、スペーサリング14″及びタービン羽根車
11″は影響されないで残る。
本発明は第4E図に概略的に示されており、そ
こではタービン羽根車11はスペーサリング14
によつて示されるようなハウジングに対して偏心
している。タービン羽根車11の偏心性の結果と
して、第2図に最良に示したように羽根12及び
シユラウドセグメント22の間に初期接触が生
じ、想像円200(第4E図)によつて示される
その同心位置から機関軸線40に対する偏心位置
への膨脹制御リング20の移動を伴なうが、ター
ビン羽根車11の同心性を維持する。タービン羽
根車がタービン軸線40との同心関係に戻るにつ
れて、膨脹制御リング20はタービン羽根車に対
して移動し又は浮動し得る。このため、出張り1
8及び切欠き20はタービン羽根車11が機関軸
線40に対して偏心して運転してもタービン羽根
車11との全体的な同心性を維持する膨脹制御リ
ング20の手段を提供する。
次に第1図及び第3図を参照すると、膨脹制御
リング20が出張り18と切欠き16の側部の隙
間により周方向に運動することができ、この隙間
が膨脹制御リング20とスペーサリング14との
膨脹比の違いによる機関の内部部分での損傷を解
消することができる。出張り18と切欠き16の
側部隙間を、切欠き16と出張り18の半径方向
隙間より小さくして膨脹制御リングの周方向移動
を制限することにより2つの部分間で余計な動き
をさせないことが重要である。
上記した発明は本発明の背景で説明したような
「鳴き先端」又は摩剥可能なシユラウドのいずれ
かを使用する必要を克服することで特に有利であ
る。過去に、摩剥可能のシユラウドは高いガス温
度のために酸化又は腐食の作用を受け且つ更に短
時間後に高いガス速度のために侵食を受けてい
る。このようにして、前記第4C図に示したよう
な永久的な偏心の可能性に加えて、タービン羽根
車及び膨脹制御リング20の間の実際の隙間はこ
の侵食及び腐食の問題のため増加する。「鳴き先
端」がタービン羽根車の全ての羽根に使用される
ならは、第4D図に示したようにシユラウド構造
及び全ての羽根の間に増大した隙間がある。更
に、タービン羽根12に設けられた冷却通路があ
るときは、「鳴き先端」の端の周りの摩剥はター
ビン羽根を通る空気流を塞いで機関自体の冷却に
有害な影響をもつ。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかな通り本発明の構成によ
れば、スペーサリングはその内周に複数の切欠き
が形成され、各切欠きは対応する膨脹制御リング
の出張りの両側及び半径方向に空間を有するの
で、膨脹制御リングとスペーサリングとの膨脹比
の違いによるタービン機関内部の損傷を防止する
と共に、膨脹制御リングがタービン羽根車と全体
的な同心性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の態様を形成するタービン機関
内のタービンシユラウド組立体の部分、第2図は
タービン羽根と共に本発明の態様を形成する関連
した取付要素を有するタービンシユラウド組立体
の断面図、第3図は本発明の態様を形成する膨脹
制御リング及びスペーサリングの部分の詳細図、
そして第4A図から第4E図はタービン羽根車及
びこの態様及び先行技術の関連したシユラウド構
造の一連の概略図である。 10……シユラウド組立体、11……タービン
羽根車、14……スペーサリング、16……切欠
き、18……出張り、20……膨脹制御リング、
28,30……一対のマニホルドリング、40…
…機関軸線。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 タービン羽根車の周りに同心円状に取り付け
    られたシユラウド組立体を備え、該シユラウド組
    立体が一対のリングと、該リングの間に配置され
    たスペーサリングと、膨脹制御リングとを有する
    タービン機関にして、前記スペーサリングはその
    内周に複数の切欠きが形成され、前記膨脹制御リ
    ングはその外周に前記切欠きに対応する複数の延
    在する出張りが形成され、前記出張りは前記切欠
    き内に延び、前記各切欠きは対応する前記出張り
    の両側及び半径方向外方に空間を有し、前記ター
    ビン羽根車が前記機関軸線に対して偏心的また同
    心的に運転されている際に、前記膨脹制御リング
    は前記空間により前記タービン羽根車と全体的な
    同心性を維持することを特徴とするタービン機
    関。
JP50226581A 1981-04-10 1981-04-10 浮動膨脹制御リング Granted JPS58500489A (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US1981/000481 WO1982003657A1 (en) 1981-04-10 1981-04-10 A floating expansion control ring

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58500489A JPS58500489A (ja) 1983-03-31
JPH0423087B2 true JPH0423087B2 (ja) 1992-04-21

Family

ID=22161182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP50226581A Granted JPS58500489A (ja) 1981-04-10 1981-04-10 浮動膨脹制御リング

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP0076256B1 (ja)
JP (1) JPS58500489A (ja)
BE (1) BE892463A (ja)
CA (1) CA1173368A (ja)
DE (1) DE3174911D1 (ja)
MY (1) MY8700851A (ja)
WO (1) WO1982003657A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2574473B1 (fr) * 1984-11-22 1987-03-20 Snecma Anneau de turbine pour une turbomachine a gaz
US6146091A (en) * 1998-03-03 2000-11-14 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Gas turbine cooling structure
US6315519B1 (en) * 1998-09-28 2001-11-13 General Electric Company Turbine inner shroud and turbine assembly containing such inner shroud
US7094029B2 (en) * 2003-05-06 2006-08-22 General Electric Company Methods and apparatus for controlling gas turbine engine rotor tip clearances
DE10320450B4 (de) 2003-05-08 2013-07-18 Mtu Aero Engines Gmbh Dichtungsanordnung
WO2014137577A1 (en) 2013-03-08 2014-09-12 United Technologies Corporation Ring-shaped compliant support

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1352276A (en) * 1918-12-06 1920-09-07 Gen Electric Elastic-fluid turbine
US2530908A (en) * 1946-09-18 1950-11-21 Allis Chalmers Mfg Co Turbine diaphragm
US3067983A (en) * 1958-07-01 1962-12-11 Gen Motors Corp Turbine mounting construction
GB881528A (en) * 1958-09-05 1961-11-01 Burnard Scott Wade Improvements in or relating to two-stroke internal-combustion engines
US3062497A (en) * 1958-11-24 1962-11-06 Ford Motor Co Gas turbine engine
CH397360A (de) * 1961-11-28 1965-08-15 Licentia Gmbh Rotordichtung mit radial beweglichen Dichtringsegmenten, insbesondere bei Turbomaschinen
FR2228967A1 (ja) * 1973-05-12 1974-12-06 Rolls Royce
JPS5015043U (ja) * 1973-06-04 1975-02-17
US4251185A (en) * 1978-05-01 1981-02-17 Caterpillar Tractor Co. Expansion control ring for a turbine shroud assembly
GB2050524B (en) * 1979-06-06 1982-10-20 Rolls Royce Turbine stator shroud assembly
GB2092242B (en) * 1981-01-31 1984-12-19 Rolls Royce Non-contacting gas seal

Also Published As

Publication number Publication date
BE892463A (fr) 1982-07-01
JPS58500489A (ja) 1983-03-31
EP0076256A4 (en) 1983-08-09
CA1173368A (en) 1984-08-28
WO1982003657A1 (en) 1982-10-28
EP0076256B1 (en) 1986-07-09
DE3174911D1 (en) 1986-08-14
MY8700851A (en) 1987-12-31
EP0076256A1 (en) 1983-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0921278B1 (en) Sealing structure for first stage stator blade of gas turbine
US4786232A (en) Floating expansion control ring
JP3327814B2 (ja) ガスタービンのシール装置
JP5227114B2 (ja) ラビリンス圧縮シール及びそれを組込んだタービン
US4767266A (en) Sealing ring for an axial compressor
JP4017879B2 (ja) ターボ機械のロータブレード
KR100733175B1 (ko) 환형 터빈 밀봉체 및 회전 기계
US5071313A (en) Rotor blade shroud segment
US5785492A (en) Method and apparatus for sealing a gas turbine stator vane assembly
US4218189A (en) Sealing means for bladed rotor for a gas turbine engine
JP4502240B2 (ja) シールアセンブリを持つ回転機械
US5791871A (en) Turbine engine rotor assembly blade outer air seal
JP2004132372A (ja) ベーンクラスタ
EP1895108A2 (en) Angel wing abradable seal and sealing method
US7614845B2 (en) Turbomachine inner casing fitted with a heat shield
JP2001182694A (ja) 耐摩擦性圧縮機段
GB2206651A (en) Turbine blade shroud structure
US4378961A (en) Case assembly for supporting stator vanes
CN100554648C (zh) 涡轮机叶片顶端的静态密封条段的端面间隙密封及其改进
US2974924A (en) Turbine bucket retaining means and sealing assembly
JP2006342797A (ja) ガスタービンエンジンのシールアッセンブリ、ロータアッセンブリ、ロータアッセンブリ用ブレードおよび段間キャビティシール
JPH0739806B2 (ja) タ−ビンロ−タ翼の先端間隙を制御するシユラウド装置
EP2348194A2 (en) Sealing arrangement for a gas turbine engine
CN113167125A (zh) 涡轮机的转子盘和定子之间的密封
JPS6315446B2 (ja)