JPH0749832B2 - ターボ機関 - Google Patents
ターボ機関Info
- Publication number
- JPH0749832B2 JPH0749832B2 JP2046038A JP4603890A JPH0749832B2 JP H0749832 B2 JPH0749832 B2 JP H0749832B2 JP 2046038 A JP2046038 A JP 2046038A JP 4603890 A JP4603890 A JP 4603890A JP H0749832 B2 JPH0749832 B2 JP H0749832B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- leaf seal
- turbo engine
- leaf
- spring
- seal
- 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 - Fee Related
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
- F16J15/021—Sealings between relatively-stationary surfaces with elastic packing
-
- 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)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
- Sealing Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ターボ機関の２つの部材の間の空間をシール
するリーフシールに関し、更に詳しくは、リーフシール
の両側の圧力差に関わりなく、リーフシールを２つの部
材に対して閉止位置又は密封位置に常時バイアスするば
ねを含んでいるリーフシールに関する。
するリーフシールに関し、更に詳しくは、リーフシール
の両側の圧力差に関わりなく、リーフシールを２つの部
材に対して閉止位置又は密封位置に常時バイアスするば
ねを含んでいるリーフシールに関する。
［従来の技術］ ターボ機関又はその他の装置では、隣接している構造要
素の間に実質的に流体密なシールを形成するために、リ
ーフシール（板封止）が通常用いられている。このよう
なターボ機関又はその他の装置には、これらの構造要素
の一方の側に高圧区域が存在しており、その反対側に低
圧区域が存在している。リーフシールは代表的には、比
較的薄い従順な部材である。これらの部材には、穴が形
成されており、これらの部材は、隣接している構造要素
の一方に固定されたピンに沿って摺動するように構成さ
れている。シールすべき構造要素の形状が、ターボ機関
の多くの構成要素がそうであるように、環状である場合
には、セグメント化されたリーフシールが用いられてい
る。即ち、複数の比較的短い円弧状リーフシールを互い
に当接させて、構造要素の間に本質的に連続な環状シー
ルを形成している。
素の間に実質的に流体密なシールを形成するために、リ
ーフシール（板封止）が通常用いられている。このよう
なターボ機関又はその他の装置には、これらの構造要素
の一方の側に高圧区域が存在しており、その反対側に低
圧区域が存在している。リーフシールは代表的には、比
較的薄い従順な部材である。これらの部材には、穴が形
成されており、これらの部材は、隣接している構造要素
の一方に固定されたピンに沿って摺動するように構成さ
れている。シールすべき構造要素の形状が、ターボ機関
の多くの構成要素がそうであるように、環状である場合
には、セグメント化されたリーフシールが用いられてい
る。即ち、複数の比較的短い円弧状リーフシールを互い
に当接させて、構造要素の間に本質的に連続な環状シー
ルを形成している。
シールすべき構造要素の特定形状に関わりなく、リーフ
シールは、リーフシールが各構造要素と係合すると共に
構造要素の間の空間をシールする閉止密封位置と、リー
フシールの少なくとも一部が構造要素から離脱すると共
に構成要素の間での気体の通過を許容する開放位置とに
移動可能である。ほとんどの用途において、リーフシー
ルのピンに沿った閉止位置への移動は、シールの両側に
圧力差を加えることにより成し遂げられる。即ち、シー
ルの一方の側に比較的高い圧力を、シールの反対側に比
較的低い圧力を加えることにより、シールを隣接してい
る構造要素の表面に当接する閉止密封位置に押圧して、
構造要素の間の気体の通過を防止する。
シールは、リーフシールが各構造要素と係合すると共に
構造要素の間の空間をシールする閉止密封位置と、リー
フシールの少なくとも一部が構造要素から離脱すると共
に構成要素の間での気体の通過を許容する開放位置とに
移動可能である。ほとんどの用途において、リーフシー
ルのピンに沿った閉止位置への移動は、シールの両側に
圧力差を加えることにより成し遂げられる。即ち、シー
ルの一方の側に比較的高い圧力を、シールの反対側に比
較的低い圧力を加えることにより、シールを隣接してい
る構造要素の表面に当接する閉止密封位置に押圧して、
構造要素の間の気体の通過を防止する。
リーフシールはターボ機関でよく用いられてきたが、リ
ーフシールが流体密なシールを形成できるかどうかは、
シールの一方の側と他方の側との間に十分な圧力差が存
在することに完全に依存している。ターボ機関のある運
転段階では、リーフシールの両側での流体圧力の差が比
較的小さい。このような条件下では、リーフシールがタ
ーボ機関の隣接している構造要素との係合関係から離脱
し、構造要素の間での漏れを許容する可能性がある。
ーフシールが流体密なシールを形成できるかどうかは、
シールの一方の側と他方の側との間に十分な圧力差が存
在することに完全に依存している。ターボ機関のある運
転段階では、リーフシールの両側での流体圧力の差が比
較的小さい。このような条件下では、リーフシールがタ
ーボ機関の隣接している構造要素との係合関係から離脱
し、構造要素の間での漏れを許容する可能性がある。
リーフシールの両側での圧力差が比較的小さいと、リー
フシールが接触しているターボ機関の構造要素に対し
て、リーフシールが移動又は振動するようになる。ター
ボ機関の運転及びその他の原因によって生じるリーフシ
ールのこの振動は、リーフシール、及びそのリーフシー
ルが着座している構造要素の表面に両方の望ましくない
摩耗を発生させる。このような摩耗の結果、リーフシー
ルとターボ機関の構造要素との間で気体が漏れるだけで
なく、リーフシール及び構造要素の早期破損が生じ得る
という問題点があった。
フシールが接触しているターボ機関の構造要素に対し
て、リーフシールが移動又は振動するようになる。ター
ボ機関の運転及びその他の原因によって生じるリーフシ
ールのこの振動は、リーフシール、及びそのリーフシー
ルが着座している構造要素の表面に両方の望ましくない
摩耗を発生させる。このような摩耗の結果、リーフシー
ルとターボ機関の構造要素との間で気体が漏れるだけで
なく、リーフシール及び構造要素の早期破損が生じ得る
という問題点があった。
［発明の目的］ 従って、本発明の目的は、ターボ機関のような装置の当
接又は隣接している構造要素に対して、これらの構造要
素の間の気体の漏れを防止するリーフシールを提供する
ことにある。このリーフシールは、これらの構造要素の
間の空間に信頼できる流体密なシールを形成し、リーフ
シールに加えられる圧力差に関わりなく気体の漏れを阻
止し、シールすべき構造要素に対するリーフシールの振
動又はその他の移動を抑える。
接又は隣接している構造要素に対して、これらの構造要
素の間の気体の漏れを防止するリーフシールを提供する
ことにある。このリーフシールは、これらの構造要素の
間の空間に信頼できる流体密なシールを形成し、リーフ
シールに加えられる圧力差に関わりなく気体の漏れを阻
止し、シールすべき構造要素に対するリーフシールの振
動又はその他の移動を抑える。
［発明の構成］ これらの目的を達成するために、２つの当接又は隣接し
ている構造要素、例えばターボ機関の構造要素の間の空
間をシールする装置が、リーフシールと、このリーフシ
ールをシールすべき構造要素に対して閉止密封位置に連
続的に押圧するばねとを備えている。
ている構造要素、例えばターボ機関の構造要素の間の空
間をシールする装置が、リーフシールと、このリーフシ
ールをシールすべき構造要素に対して閉止密封位置に連
続的に押圧するばねとを備えている。
本発明は、ばね又はその他のバイアス手段によってリー
フシールに対して力を連続して加えることにより、リー
フシールを隣接又は当接している構造要素に対して閉止
密封位置に保持するという思想に基づく。リーフシール
の両側での圧力差に関わりなく、ばね又はその他のバイ
アス手段は、シールすべき隣接又は当接している構造要
素に対して、リーフシールを閉止密封位置に維持してい
る。更に、リーフシールを隣接している構造要素に対し
て連続的に押し付けることによって、リーフシールと構
造要素との間の振動又はその他の相対移動を低減させ、
こうして、部品の間の摩耗を減少させる。
フシールに対して力を連続して加えることにより、リー
フシールを隣接又は当接している構造要素に対して閉止
密封位置に保持するという思想に基づく。リーフシール
の両側での圧力差に関わりなく、ばね又はその他のバイ
アス手段は、シールすべき隣接又は当接している構造要
素に対して、リーフシールを閉止密封位置に維持してい
る。更に、リーフシールを隣接している構造要素に対し
て連続的に押し付けることによって、リーフシールと構
造要素との間の振動又はその他の相対移動を低減させ、
こうして、部品の間の摩耗を減少させる。
現在のところ好適な実施例では、構造要素の一方に、１
つ以上のピンが装着されており、これらのピンの各々
は、リーフシールを支持するように構成されている。こ
のような装着ピンにリーフシールを嵌めるように、リー
フシールには穴又はその他の開口が形成されている。リ
ーフシールはこのような装着ピンに沿って軸線方向に移
動可能であり、具体的には、第１の構造要素と第２の構
造要素との間の空間を閉じるように、リーフシールの一
方の部分が第１の構造要素と係合していると共にリーフ
シールの他の部分が第２の構造要素と係合している閉止
密封位置と、リーフシールの前述の部分のうちの少なく
とも一方が構造要素から離脱して、第１の構造要素と第
２の構造要素との間の空間での気体の通過を許容する開
放位置との間を移動可能である。好ましくはばねの形態
を成しているバイアス手段が、構造要素の一方に装着さ
れていると共に、構造要素に接触しているリーフシール
の部分の中間点でリーフシールに係合している。ばね
は、リーフシールを閉止密封位置に常時維持するよう
に、リーフシールを各構造要素に対して押し付ける作用
を成す。リーフシールの両側の圧力差がターボ機関の運
転中に減少しても、ばねは尚、リーフシールを構造要素
に対して密封位置に保持して、構造要素の間の気体の漏
れを防止する。更に、リーフシールに加えられるばね力
によって、リーフシールと構造要素との間の振動又はそ
の他の相対移動が低減する。
つ以上のピンが装着されており、これらのピンの各々
は、リーフシールを支持するように構成されている。こ
のような装着ピンにリーフシールを嵌めるように、リー
フシールには穴又はその他の開口が形成されている。リ
ーフシールはこのような装着ピンに沿って軸線方向に移
動可能であり、具体的には、第１の構造要素と第２の構
造要素との間の空間を閉じるように、リーフシールの一
方の部分が第１の構造要素と係合していると共にリーフ
シールの他の部分が第２の構造要素と係合している閉止
密封位置と、リーフシールの前述の部分のうちの少なく
とも一方が構造要素から離脱して、第１の構造要素と第
２の構造要素との間の空間での気体の通過を許容する開
放位置との間を移動可能である。好ましくはばねの形態
を成しているバイアス手段が、構造要素の一方に装着さ
れていると共に、構造要素に接触しているリーフシール
の部分の中間点でリーフシールに係合している。ばね
は、リーフシールを閉止密封位置に常時維持するよう
に、リーフシールを各構造要素に対して押し付ける作用
を成す。リーフシールの両側の圧力差がターボ機関の運
転中に減少しても、ばねは尚、リーフシールを構造要素
に対して密封位置に保持して、構造要素の間の気体の漏
れを防止する。更に、リーフシールに加えられるばね力
によって、リーフシールと構造要素との間の振動又はそ
の他の相対移動が低減する。
リーフシールをシールすべき構造要素と係合関係に押圧
するために、種々のばねを用いることができる。一実施
例では、互いに離れる方向にバイアスされた対向してい
る脚部を有しているＵ字形ばねを用いる。Ｕ字形ばねの
一方の脚部は、リーフシールを担持しているピンに装着
されており、他方の脚部は、リーフシールを構造要素に
当接した閉止密封位置にバイアス又は押圧するように、
その両端の中間点でリーフシールに係合している。
するために、種々のばねを用いることができる。一実施
例では、互いに離れる方向にバイアスされた対向してい
る脚部を有しているＵ字形ばねを用いる。Ｕ字形ばねの
一方の脚部は、リーフシールを担持しているピンに装着
されており、他方の脚部は、リーフシールを構造要素に
当接した閉止密封位置にバイアス又は押圧するように、
その両端の中間点でリーフシールに係合している。
他の実施例では、リーフシールをバイアスするバイアス
手段は、中心開口部を有している螺旋状コイルばねであ
り、中心開口部は、各リーフシールを装着しているピン
を包囲している。コイルばねの一方の端部は、１つの構
造要素に係合しており、その他方の端部は、その両端部
の中間点でリーフシールに係合している。コイルばねは
最初に、コイルばねをリーフシールと構造要素との間に
配置する際に圧縮され、次いで伸張して、リーフシール
を構造要素に対して閉止密封位置に押圧する。
手段は、中心開口部を有している螺旋状コイルばねであ
り、中心開口部は、各リーフシールを装着しているピン
を包囲している。コイルばねの一方の端部は、１つの構
造要素に係合しており、その他方の端部は、その両端部
の中間点でリーフシールに係合している。コイルばねは
最初に、コイルばねをリーフシールと構造要素との間に
配置する際に圧縮され、次いで伸張して、リーフシール
を構造要素に対して閉止密封位置に押圧する。
更に他の実施例では、バイアス手段は、両端にある端部
と、これらの端部の間の円弧状部とを有している正弦状
（シィヌソイダル）ばねである。正弦状ばねの両端部
は、両端部の間の円弧状部がリーフシールに係合すると
共にリーフシールをシールすべき構造要素に対して閉止
密封位置に押圧するように、構造要素の一方に固着され
ている。
と、これらの端部の間の円弧状部とを有している正弦状
（シィヌソイダル）ばねである。正弦状ばねの両端部
は、両端部の間の円弧状部がリーフシールに係合すると
共にリーフシールをシールすべき構造要素に対して閉止
密封位置に押圧するように、構造要素の一方に固着され
ている。
［実施例］ 本発明の現在のところ好適な実施例の構成、動作及び効
果を明瞭にするために、以下に本発明を図面に示す実施
例について説明する。
果を明瞭にするために、以下に本発明を図面に示す実施
例について説明する。
第１図に、本発明のセグメント状リーフシール及びばね
を使用することのできる環境の一例を提示する目的で、
ターボ機関10の一部を断面にて示す。ターボ機関10の細
部は本発明を何ら構成しないので、ここでは詳しく説明
しない。ターボ機関10の詳しい説明については、本出願
人に譲渡された米国特許番号第4126405号を参照された
い。
を使用することのできる環境の一例を提示する目的で、
ターボ機関10の一部を断面にて示す。ターボ機関10の細
部は本発明を何ら構成しないので、ここでは詳しく説明
しない。ターボ機関10の詳しい説明については、本出願
人に譲渡された米国特許番号第4126405号を参照された
い。
ここでの目的に沿って説明すると、ターボ機関10は、燃
焼器15と、高圧タービン16とを含んでいる。高圧タービ
ン16は任意の数の段を含んでおり、各段は、当業界で周
知のように、交互に配設されている１列のタービンノズ
ル17と、１列のタービンブレード18とを含んでいる。
焼器15と、高圧タービン16とを含んでいる。高圧タービ
ン16は任意の数の段を含んでおり、各段は、当業界で周
知のように、交互に配設されている１列のタービンノズ
ル17と、１列のタービンブレード18とを含んでいる。
高圧タービンの支持構造は、半径方向外側では、燃焼器
ケーシング19と、外側タービンリング21と、タービンケ
ーシング22とを含んでおり、これらは、円周方向に隔設
されている複数のボルト23によって相互に固定されてい
る。タービンの半径方向内側では、内側燃焼器ケーシン
グ24が複数のボルト27によって、内側タービンリング26
に固定されている。タービンリング26の後側では、フラ
ンジ32が半径方向外方へ延在しており、内側バンド34か
ら半径方向内方へ突出してフランジ32に摩擦係合してい
る後部内側レール33に対する軸線方向荷重ストッパとし
て作用する。内側タービンリング26にはブラケット36も
連結されており、ブラケット36は静止外側シール37を支
持している。静止外側シール37に関連した回転内側シー
ル部材38が、タービンディスク40から前方に延在してい
るブラケット39によって支持されている。
ケーシング19と、外側タービンリング21と、タービンケ
ーシング22とを含んでおり、これらは、円周方向に隔設
されている複数のボルト23によって相互に固定されてい
る。タービンの半径方向内側では、内側燃焼器ケーシン
グ24が複数のボルト27によって、内側タービンリング26
に固定されている。タービンリング26の後側では、フラ
ンジ32が半径方向外方へ延在しており、内側バンド34か
ら半径方向内方へ突出してフランジ32に摩擦係合してい
る後部内側レール33に対する軸線方向荷重ストッパとし
て作用する。内側タービンリング26にはブラケット36も
連結されており、ブラケット36は静止外側シール37を支
持している。静止外側シール37に関連した回転内側シー
ル部材38が、タービンディスク40から前方に延在してい
るブラケット39によって支持されている。
タービンノズル17の半径方向外側では、外側タービリン
グ21が軸線方向延在ストッパ41及びＵ形フランジ42を介
して、ノズルを支持している。Ｕ形フランジ42は、外側
バンド44から半径方向外方へ延在している後部外側レー
ル43の後面に係合することにより、軸線方向の支持を成
している。軸線方向延在ストッパ46は、ベーン17から半
径方向外方へ延在している外側ラグ48に摩擦係合して、
円周方向の支持を成している。
グ21が軸線方向延在ストッパ41及びＵ形フランジ42を介
して、ノズルを支持している。Ｕ形フランジ42は、外側
バンド44から半径方向外方へ延在している後部外側レー
ル43の後面に係合することにより、軸線方向の支持を成
している。軸線方向延在ストッパ46は、ベーン17から半
径方向外方へ延在している外側ラグ48に摩擦係合して、
円周方向の支持を成している。
上述したシステム構成要素の冷却により、燃焼器15及び
タービン16に高圧の区域と低圧の区域とが形成され、こ
れらの区域は、互いにシールする必要がある。通常、比
較的高圧の冷却空気を、第１図に矢印で示すように、燃
焼器外側ケーシング19と燃焼器外側ライナ49との間で環
状燃焼器15の周りに循環させる。同様に、冷却空気を内
側燃焼器ケーシング24と内側燃焼器ライナ51との間で循
環させる。冷却空気の一部は、燃焼器ライナ49及び51に
設けられている孔52を通過して、燃焼器ライナ49及び51
の内壁を冷却し、比較的低圧の区域を形成する。一方、
冷却空気の大部分は下流に流れて、タービンノズル及び
シュラウドを冷却する。冷却空気が所望通りにシステム
構成要素に流れるためには、燃焼器とベーン段との界面
での空気の漏れを防止する必要がある。
タービン16に高圧の区域と低圧の区域とが形成され、こ
れらの区域は、互いにシールする必要がある。通常、比
較的高圧の冷却空気を、第１図に矢印で示すように、燃
焼器外側ケーシング19と燃焼器外側ライナ49との間で環
状燃焼器15の周りに循環させる。同様に、冷却空気を内
側燃焼器ケーシング24と内側燃焼器ライナ51との間で循
環させる。冷却空気の一部は、燃焼器ライナ49及び51に
設けられている孔52を通過して、燃焼器ライナ49及び51
の内壁を冷却し、比較的低圧の区域を形成する。一方、
冷却空気の大部分は下流に流れて、タービンノズル及び
シュラウドを冷却する。冷却空気が所望通りにシステム
構成要素に流れるためには、燃焼器とベーン段との界面
での空気の漏れを防止する必要がある。
第１図及び第２図において、本発明のシール（密封）装
置の一実施例が、ベーン前方外側レール61と燃焼器後部
フランジ62との間の空間60に、即ち、燃焼器−ベーン段
の界面に位置しているターボ機関10の構造要素の間の空
間60に配置されている。この空間60にリーフシール64が
配置されており、リーフシール64は、ベーン前方外側レ
ール61に形成されている切欠67内に支持されている内端
66と、燃焼器後部フランジ62と係合可能な外端68とを有
している。リーフシール64は、ナット72によってベーン
前方外側レール61に連結されているピン70に摺動自在に
装着されている。リーフシール64は、第１図及び第２図
に示すように、その内端66及び外端68が外側レール61及
び後部フランジ62にそれぞれ係合している閉止密封位置
と、リーフシール64の内端66及び外端68のうちの少なく
とも一方が構造要素から離脱する開放位置との間で移動
可能である。
置の一実施例が、ベーン前方外側レール61と燃焼器後部
フランジ62との間の空間60に、即ち、燃焼器−ベーン段
の界面に位置しているターボ機関10の構造要素の間の空
間60に配置されている。この空間60にリーフシール64が
配置されており、リーフシール64は、ベーン前方外側レ
ール61に形成されている切欠67内に支持されている内端
66と、燃焼器後部フランジ62と係合可能な外端68とを有
している。リーフシール64は、ナット72によってベーン
前方外側レール61に連結されているピン70に摺動自在に
装着されている。リーフシール64は、第１図及び第２図
に示すように、その内端66及び外端68が外側レール61及
び後部フランジ62にそれぞれ係合している閉止密封位置
と、リーフシール64の内端66及び外端68のうちの少なく
とも一方が構造要素から離脱する開放位置との間で移動
可能である。
第１図及び第２図の実施例では、Ｕ形ばね74が第１のア
ーム76と、第２のアーム78とを有している。第１のアー
ム76は、外側レール61の後側でナット72によってピン70
に固着されており、第２のアーム78は、外側レール61の
前側でピン70に担持されており、リーフシール64と係合
状態にある。アーム76及び78は互いに離れる方向にバイ
アスされているので、第２図に示す位置で、ばね74の第
２のアーム78は、リーフシール64を外側レール61及び後
部フランジ62と係合関係に押さえて、外側レール61と後
部フランジ62との間の空間60をシール（密封）する。好
ましくは、第２のアーム78は、リーフシール64の内端66
と外端68との中間点でリーフシール64に接触しており、
このため、内端66及び外端68は、外側レール61及び後部
フランジ62に対して強制的にシールされている。
ーム76と、第２のアーム78とを有している。第１のアー
ム76は、外側レール61の後側でナット72によってピン70
に固着されており、第２のアーム78は、外側レール61の
前側でピン70に担持されており、リーフシール64と係合
状態にある。アーム76及び78は互いに離れる方向にバイ
アスされているので、第２図に示す位置で、ばね74の第
２のアーム78は、リーフシール64を外側レール61及び後
部フランジ62と係合関係に押さえて、外側レール61と後
部フランジ62との間の空間60をシール（密封）する。好
ましくは、第２のアーム78は、リーフシール64の内端66
と外端68との中間点でリーフシール64に接触しており、
このため、内端66及び外端68は、外側レール61及び後部
フランジ62に対して強制的にシールされている。
第３図の実施例では、第１図及び第２図のばね74をなく
して、その代わりに、リーフシール64を外側レール61及
び後部フランジ62に当接する位置に維持するための螺旋
状コイルばね80が設けられている。コイルばね80は、ピ
ン70に沿って摺動するように構成されている中心開口部
と、外側レール61の前面に係合している第１の端部84
と、リーフシール64の内端66と外端68との中間点でリー
フシール64に係合している第２の端部86とを有してい
る。コイルばね80は最初に、コイルばね80を外側レール
61とリーフシール64との間に配置する際に圧縮され、次
いで、第２の端部86がリーフシール64を前方に、外側レ
ール61及び後部フランジ62と密封係合関係に押し込むよ
うに伸張する。
して、その代わりに、リーフシール64を外側レール61及
び後部フランジ62に当接する位置に維持するための螺旋
状コイルばね80が設けられている。コイルばね80は、ピ
ン70に沿って摺動するように構成されている中心開口部
と、外側レール61の前面に係合している第１の端部84
と、リーフシール64の内端66と外端68との中間点でリー
フシール64に係合している第２の端部86とを有してい
る。コイルばね80は最初に、コイルばね80を外側レール
61とリーフシール64との間に配置する際に圧縮され、次
いで、第２の端部86がリーフシール64を前方に、外側レ
ール61及び後部フランジ62と密封係合関係に押し込むよ
うに伸張する。
本発明の更に他の実施例を第４図及び第５図に示す。こ
の実施例では、Ｕ形ばね74又はコイルばね80の代わり
に、概して正弦状のばね88が用いられている。正弦状の
ばね88は、両端にある端部90と端部92とを有しており、
端部90と端部92との間の中心部94が、円弧な概して正弦
形状に形成されている。ばね88は各端部90及び92の所
で、ピン70及びナット72によって固着されているので、
円弧状中心部94は、リーフシール64の内端66と外端68と
の中間点でリーフシール64に係合している。ばね88の中
心部94は外側レール61とリーフシール64との間に位置し
ており、リーフシール64の両端66及び68を外側レール61
及び後部フランジ62に対して密封位置に押圧しているの
で、ばね88の中心部94は圧縮される。
の実施例では、Ｕ形ばね74又はコイルばね80の代わり
に、概して正弦状のばね88が用いられている。正弦状の
ばね88は、両端にある端部90と端部92とを有しており、
端部90と端部92との間の中心部94が、円弧な概して正弦
形状に形成されている。ばね88は各端部90及び92の所
で、ピン70及びナット72によって固着されているので、
円弧状中心部94は、リーフシール64の内端66と外端68と
の中間点でリーフシール64に係合している。ばね88の中
心部94は外側レール61とリーフシール64との間に位置し
ており、リーフシール64の両端66及び68を外側レール61
及び後部フランジ62に対して密封位置に押圧しているの
で、ばね88の中心部94は圧縮される。
本発明を好適な実施例について説明したが、当業者であ
れば、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の変更が
可能であると共に構成要素にその均等物に置換すること
が可能であることを理解できるであろう。更に、特定の
状況又は材料を本発明の教示に合わせるように多くの変
更が可能である。
れば、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の変更が
可能であると共に構成要素にその均等物に置換すること
が可能であることを理解できるであろう。更に、特定の
状況又は材料を本発明の教示に合わせるように多くの変
更が可能である。
例えば、図示したリーフシールとばねとを組み合わせた
構成は、タービンノズル及びタービン機関の環境で、２
つの構造要素、即ち燃焼器後部フランジとベーン前方外
側レールとの間にシールを形成するものとして説明し
た。しかしながら、ここに開示したリーフシール及びば
ねは、リーフシールを現在用いているほとんどあらゆる
用途に使用することができる。更に、リーフシールをシ
ール位置に維持するために、本発明の要旨を逸脱しない
範囲内で種々の異なるばね又はその他のバイアス手段を
用いることも考えられる。
構成は、タービンノズル及びタービン機関の環境で、２
つの構造要素、即ち燃焼器後部フランジとベーン前方外
側レールとの間にシールを形成するものとして説明し
た。しかしながら、ここに開示したリーフシール及びば
ねは、リーフシールを現在用いているほとんどあらゆる
用途に使用することができる。更に、リーフシールをシ
ール位置に維持するために、本発明の要旨を逸脱しない
範囲内で種々の異なるばね又はその他のバイアス手段を
用いることも考えられる。
従って、本発明は、発明を実施するのに最良と考えられ
るここに開示した特定の実施例に限定されず、特許請求
の範囲に含まれるあらゆる実施例を包含するものであ
る。
るここに開示した特定の実施例に限定されず、特許請求
の範囲に含まれるあらゆる実施例を包含するものであ
る。
第１図はターボ機関の一部の概略部分断面図であって、
本発明のリーフシール及びばねを利用することのできる
位置を示す図である。 第２図は第１図の一部の拡大断面図であって、リーフシ
ール及びばねの一実施例を示す図である。 第３図はリーフシールと共に用いられるばねの他の実施
例を示す第２図と同様の拡大断面図である。 第４図は本発明のばねとリーフシールとの組み合わせの
更に他の実施例を示す第２図及び第３図と同様の拡大断
面図である。 第５図は第４図の５−５線方向に見た断面図である。 ［符号の説明］ 60……空間、61……外側レール、62……後部フランジ、
64……リーフシール、66……内端、68……外端、70……
ピン、72……ナット、74……ばね、80……コイルばね、
88……正弦状ばね。
本発明のリーフシール及びばねを利用することのできる
位置を示す図である。 第２図は第１図の一部の拡大断面図であって、リーフシ
ール及びばねの一実施例を示す図である。 第３図はリーフシールと共に用いられるばねの他の実施
例を示す第２図と同様の拡大断面図である。 第４図は本発明のばねとリーフシールとの組み合わせの
更に他の実施例を示す第２図及び第３図と同様の拡大断
面図である。 第５図は第４図の５−５線方向に見た断面図である。 ［符号の説明］ 60……空間、61……外側レール、62……後部フランジ、
64……リーフシール、66……内端、68……外端、70……
ピン、72……ナット、74……ばね、80……コイルばね、
88……正弦状ばね。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 （社）日本機械学会「機械工学便覧」新 版（Ｓ62．４．15）Ｐ．Ｂ５−94，Ｂ５− 127
Claims (13)
- 【請求項１】当該ターボ機関の第１の構造部材と第２の
構造部材との間の空間をシールし、当該ターボ機関の運
転中に前記第１及び第２の部材の一方の側にある高圧区
域を該第１及び第２の部材の他方の側にある低圧区域か
ら分離する装置を有しているターボ機関であって、 前記装置は、 前記第１の部材と前記第２の部材との間の空間に配置さ
れている従順なリーフシールであって、開放離脱位置
と、前記リーフシールが前記第１の部材及び前記第２の
部材と係合して該第１の部材と該第２の部材との間の空
間をシールする閉止密封位置との間を移動可能なリーフ
シールと、 前記第１及び第２の部材のうちの一方と前記リーフシー
ルとの間に連結されており、前記リーフシールを前記開
放離脱位置から前記閉止密封位置に押圧すると共に、当
該ターボ機関の運転中に前記リーフシールを前記閉止密
封位置に連続的に維持するバイアス手段であって、当該
ターボ機関の運転中に、前記高圧区域と前記低圧区域と
の間の圧力差が前記リーフシールを押し付けているのと
同じ方向に前記リーフシールを押し付けているバイアス
手段とを備えているターボ機関。 - 【請求項２】前記バイアス手段は、互いに離れる方向に
バイアスされている第１のアームと第２のアームとを有
している実質的にＵ字形のばねであり、前記第１のアー
ムは、前記第１及び第２の部材のうちの一方に固着され
ており、前記第２のアームは、前記リーフシールに係合
して、該リーフシールを前記第１及び第２の部材に当接
する前記密封位置に押圧している請求項１に記載のター
ボ機関。 - 【請求項３】前記バイアス手段は、第１の端部と、第２
の端部とを有しているコイルばねであり、該コイルばね
は、前記リーフシールを前記密封位置に押圧するように
前記第１及び第２の部材のうちの一方と前記リーフシー
ルとの間に装着されている請求項１に記載のターボ機
関。 - 【請求項４】前記バイアス手段は、両端にある端部と、
該端部の間の円弧状部とを有している湾曲状ばねであ
り、該湾曲状ばねは、前記円弧状部が前記リーフシール
に係合すると共に該リーフシールを前記密封位置に押圧
するように、前記第１の部材と前記第２の部材との間に
設けられている請求項１に記載のターボ機関。 - 【請求項５】前記第１の部材と前記第２の部材との間の
空間に対して前記リーフシールを装着する支持手段を更
に含んでおり、前記バイアス手段は、前記支持手段によ
り担持されている請求項１に記載のターボ機関。 - 【請求項６】前記支持手段は、前記第１の部材に装着さ
れているピンであり、前記リーフシールは、前記ピンに
装着されていると共に、該ピンに沿って軸線方向に前記
第１及び第２の部材に対する前記密封位置まで摺動可能
である請求項５に記載のターボ機関。 - 【請求項７】前記バイアス手段は、互いに離れる方向に
バイアスされている第１のアームと第２のアームとを有
しているＵ字形のばねを含んでおり、前記第１のアーム
は、前記ピンに固着されており、前記第２のアームは、
前記リーフシールに係合する位置で前記ピンに担持され
ており、前記第１及び第２のアームは組み立ての際に、
互いに近付くように撓んでおり、次いで、前記第２のア
ームが前記リーフシールを前記第１及び第２の部材に当
接する前記密封位置に押圧するように解放されている請
求項６に記載のターボ機関。 - 【請求項８】前記バイアス手段は、中心開口部と、両端
にある端部とを有しているコイルばねを含んでおり、該
コイルばねの前記中心開口部は、前記コイルばねの一方
の端部が前記第１の部材に接触すると共に前記コイルば
ねの他方の端部が前記リーフシールに係合するように、
前記ピンに嵌まっており、前記コイルばねは組み立ての
際に、前記第１の部材と前記リーフシールとの間で圧縮
されており、次いで、前記リーフシールを前記密封位置
に押圧するように解放されている請求項６に記載のター
ボ機関。 - 【請求項９】前記バイアス手段は、両端にある端部と、
該端部の間の円弧状部とを有している湾曲状ばねを含ん
でおり、該湾曲状ばねは、該湾曲状ばねの一方の端部が
前記第１の部材に接触すると共に該湾曲状ばねの他方の
端部が前記リーフシールに係合するように、前記ピンの
周りに設けられている請求項６に記載のターボ機関。 - 【請求項１０】前記従順なリーフシールは、前記第１の
部材と係合可能な第１の部分と、前記第２の部材と係合
可能な第２の部分とを有しており、前記リーフシールの
前記第１及び第２の部分は、互いに離間している請求項
５に記載のターボ機関。 - 【請求項１１】前記従順なリーフシールは、 前記第１の構造部材と前記第２の構造部材との間の環状
空間をシールしていると共に、前記第１の部材と係合可
能な第１の部分と、前記第２の部材と係合可能な第２の
部分とを有しており、円周方向に隣接している複数の部
分であって、前記リーフシールの前記第１及び第２の部
分は、互いに離間している、複数の部分と、 前記第１の部材に装着されているピンを含んでおり、前
記リーフシールが前記ピンに装着されるように、前記第
１の部材と前記第２の部材との間の空間に対して前記リ
ーフシールを装着する支持手段とを含んでいる請求項１
に記載のターボ機関。 - 【請求項１２】前記バイアス手段は、中心開口部と、両
端にある端部とを有しているコイルばねであり、該コイ
ルばねの前記中心開口部は、前記コイルばねの一方の端
部が前記第１の部材に接触すると共に前記コイルばねの
他方の端部が前記リーフシールに係合するように、前記
ピンに嵌まっており、前記コイルばねは、最初に前記第
１の部材と前記リーフシールとの間で圧縮されており、
次いで、前記リーフシールを前記密封位置に押圧するよ
うに解放されている請求項11に記載のターボ機関。 - 【請求項１３】前記バイアス手段は、両端にある端部
と、該端部の間の円弧状部とを有している湾曲状ばねで
あり、該湾曲状ばねの両端にある各々の端部は、該湾曲
状ばねの一方の端部が前記第１の部材に接触すると共に
該湾曲状ばねの他方の端部が前記リーフシールに係合す
るように、ピンの周りに設けられており、前記円弧状部
は、前記リーフシールに係合すると共に該リーフシール
を前記密封位置に押圧するようになっている請求項11に
記載のターボ機関。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US37738289A | 1989-07-10 | 1989-07-10 | |
| US377,382 | 1989-07-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0351578A JPH0351578A (ja) | 1991-03-05 |
| JPH0749832B2 true JPH0749832B2 (ja) | 1995-05-31 |
Family
ID=23488899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2046038A Expired - Fee Related JPH0749832B2 (ja) | 1989-07-10 | 1990-02-28 | ターボ機関 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0749832B2 (ja) |
| CA (1) | CA2013926A1 (ja) |
| DE (1) | DE4006498C2 (ja) |
| FR (1) | FR2649463B1 (ja) |
| GB (1) | GB2233720B (ja) |
| IL (1) | IL93669A (ja) |
| IT (1) | IT1239371B (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2172441C2 (ru) * | 1998-11-19 | 2001-08-20 | Сосьете Насьональ Д'Этюд Э Де Констрюксьон Де Мотер Д`Авиасьон "Снекма" | Устройство уплотнения с пластиной |
| FR2786222B1 (fr) | 1998-11-19 | 2000-12-29 | Snecma | Dispositif d'etancheite a lamelle |
| US6402466B1 (en) * | 2000-05-16 | 2002-06-11 | General Electric Company | Leaf seal for gas turbine stator shrouds and a nozzle band |
| FR2829796B1 (fr) | 2001-09-20 | 2003-12-12 | Snecma Moteurs | Dispositif de maintien des joints de plates-formes de secteurs de distributeur de turbomachine a lamelles d'etancheite |
| FR2860039B1 (fr) * | 2003-09-19 | 2005-11-25 | Snecma Moteurs | Realisation de l'etancheite dans un turboreacteur pour le prelevement cabine par joints double sens a lamelles |
| DE102006017377A1 (de) | 2006-04-11 | 2007-11-08 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Klappendichtung für eine Strömungsmaschine |
| US20090169376A1 (en) * | 2007-12-29 | 2009-07-02 | General Electric Company | Turbine Nozzle Segment and Method for Repairing a Turbine Nozzle Segment |
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| US8459041B2 (en) * | 2011-11-09 | 2013-06-11 | General Electric Company | Leaf seal for transition duct in turbine system |
| ES2684387T3 (es) | 2015-05-08 | 2018-10-02 | MTU Aero Engines AG | Turbomáquina con un dispositivo de obturación |
| US10830069B2 (en) * | 2016-09-26 | 2020-11-10 | General Electric Company | Pressure-loaded seals |
| US11761342B2 (en) * | 2020-10-26 | 2023-09-19 | General Electric Company | Sealing assembly for a gas turbine engine having a leaf seal |
Family Cites Families (12)
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|---|---|---|---|---|
| GB855306A (en) * | 1957-11-05 | 1960-11-30 | Thermo Technical Dev Ltd | Improvements in or relating to seals for ducts |
| US3869222A (en) * | 1973-06-07 | 1975-03-04 | Ford Motor Co | Seal means for a gas turbine engine |
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| US3829223A (en) * | 1973-07-20 | 1974-08-13 | Atomic Energy Commission | Mixing rotor for fast analyzer of rotary cuvette type with means for enhancing the mixing of sample and reagent liquids |
| US4126405A (en) * | 1976-12-16 | 1978-11-21 | General Electric Company | Turbine nozzle |
| US4314793A (en) * | 1978-12-20 | 1982-02-09 | United Technologies Corporation | Temperature actuated turbine seal |
| AT362973B (de) * | 1979-08-06 | 1981-06-25 | List Hans | Element zur abdichtung der trennfuge zwischen zwei, einen dichtraum umschliessenden teilen |
| US4318668A (en) * | 1979-11-01 | 1982-03-09 | United Technologies Corporation | Seal means for a gas turbine engine |
| GB2083152B (en) * | 1980-06-24 | 1984-01-11 | Grovag Grossventiltech | Seals for ducts |
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-
1990
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- 1990-02-28 FR FR9002490A patent/FR2649463B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1990-03-02 DE DE4006498A patent/DE4006498C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-03-06 IL IL93669A patent/IL93669A/xx not_active IP Right Cessation
- 1990-03-08 GB GB9005264A patent/GB2233720B/en not_active Expired - Fee Related
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- 1990-04-05 CA CA002013926A patent/CA2013926A1/en not_active Abandoned
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| （社）日本機械学会「機械工学便覧」新版（Ｓ６２．４．１５）Ｐ．Ｂ５−９４，Ｂ５−１２７ |
Also Published As
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