JPH11315703A - 円形ベ―ン段の密封シ―ル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 遠心力で変形するシール（１７）により、デ
ィスク（２）とプラットフォーム（８）との間の優れた
密封効果が生じる密封シールを提供する。 【解決手段】 この密封シールは、「ハンマ脚」付きの
ベーン（９）のプラットフォーム（８）とローター・デ
ィスク（２）の周面（１６）との間に収容されるプラケ
ット（２２）を有する。プラケットは、脚（９）の間に
あり、該脚（９）を収容するスロート（１０）の上方に
設けられている。該プラケットは、やはり脚（９）の間
に位置するヒール（２６）を含んで構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、円形ベーン段、特
にディスクの周面に設けられた円形（環状）スロートに
挿入される球根状断面を有する脚（根元）を用いてディ
スクに固定される「ハンマ脚付き」ベーン段の密封（漏
れ止め）シールに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１を参照すると、この種のベーン１は
ガスタービン・ステータ３のディスク２の周上に設けら
れ、該ディスク２は、ステータ５に固定されて気体流を
調整するために使用される固定ベーン４と交互に配置さ
れている。また、ベーン１は、ベーンの作動部を構成す
べく、気体流チャンバ７に設けられたブレード６と、気
体流チャンバ７を画定すべくブレード６に隣接するプラ
ットフォーム８と、関連するディスク２の円形スロート
１０に挿入される脚９と、脚９をプラットフォーム８に
接続し、スロート１０のカラー１２を通過して外部に達
するファスナー１１とを有する。脚９を球根状あるいは
膨らんだ断面を有し、つまり、この脚はファスナー１１
の領域から拡大し、カラー１２の幅が脚よりも狭いた
め、該脚は遠心力に抗してスロート１０に保持される。
しかしながら、ディスク２には、その周囲の特定の箇所
に穴が設けられ、該穴は、ベーン１がディスク２の周り
をスライドしてそれぞれ定位置に到達する前に、ベーン
１の脚９が該穴を通って順次スロート１０へ挿入できる
ようにカラー１２を広くする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】再循環された空気は、
つまり、チャンバ７内の気体の流れとは反対方向に、機
械のコンプレッサーに向かって低圧状態で上流へ戻る空
気が、プラットフォーム８の下方に存在することがあ
る。この再循環された空気は、これらの部品がこの領域
で調整可能であるにもかかわらず、スロート１０を介し
てベーン１およびディスク２間を移動する。これによっ
て装置の性能損失が生じる。こうした性能損失を抑える
ために、例えば、円形インコネルワイヤー１４などの様
々な種類の密封シールが提案されてきた。該円形インコ
ネルワイヤーは、ディスク２の周面１６に食い込む小さ
な横断面を有してスロート１５内に収容され、脚９の隣
のプラットフォーム８の下にある。この解決策における
欠点は、遠心力によって、ワイヤー１４がスロート１５
から離れてプラットフォーム８に向かって上方へ移動
し、そこで磨耗あるいは切断されることである。したが
って、特に、通常チタンであるベーン１が高価であり、
プラットフォームの部品の紛失がコンプレッサーに重大
なダメージを与え得ることを考慮すると、ベーンに対し
て損傷を与えないような密封シールが好ましい。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題の適
切な解決策を提供するものである。本解決策は、ディス
クの円形スロートに挿入される脚と、ブレードと、ブレ
ードに隣接し、スロートが円形カラーの形で開口するデ
ィスクの周面に配置されたプラットフォームと、脚をプ
ラットフォームに連結するファスナーとを備えており、
該脚がカラーに挿入されている円形ベーン段用の密封シ
ールからなる。シールは、周面とプラットフォームとの
間に収容され、ファスナーを挿入する開口部が設けられ
たプレートを有する。該プレートは、互いに当接すなわ
ち突き合わされ、開口部を通る切断線によって画定され
たプラケットに分割され、該開口部はベーンの脚の断面
よりも小さい表面積を有している。シールは、プラケッ
トに接合されて一緒にシールの構成要素をなすヒールを
備えることを特徴としている。該ヒールはスロートの上
方傾斜フランク（側面）の下に位置する。

【０００５】欧州特許第０ ２１０ ９４０に、上部が
ベーンのプラットフォーム付近に位置し、本記述の最初
の部分に相当する密封シールについての記載がある。し
かしながら、この既知のシールは、作動中に生じる遠心
力によって他と同様に改善がなされた、追加の密封特性
を与える下ヒールを含んでない。

【０００６】ディスクの内側に折り曲がるエッジをプレ
ートが有しており、該エッジがディスクの周面に設けら
れた円形溝内に挿入されるならば、密封特性が向上す
る。密封特性が向上する。

【０００７】組立てを大幅に容易にするシールの優れた
構成は、各切断線が水平および円形線であり、プラケッ
トがヒールに対して鈍角を成すことにより得られる。該
水平および円形線は、ヒールおよびプラケット間に設け
られたスロットを有して延びる接続部（ジョイント）に
よって、ヒールで互いに接合される。シールの構成要素
は、対の構成要素の各接続部を同じ対の他の構成要素の
スロットに収容して対で相互連結され、それによりヒン
ジが構成される。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明について一実施の形態を示
した以下の図面を参照しながら詳細に説明する。

【０００９】本発明は、それが置き換えられる、ワイヤ
１４並びにこれらを収容するスロート１５を除いて図１
の装置に追加されている。図２および図３を参照する
と、一般に１７で示されたシールは、多少とも円形のバ
ンドあるいはプレート１８を備え、該バンドあるいはプ
レートは、ローター３の組立て時に、ディスク２の周面
１６とベーンのプラットフォーム８との間に挿入され
る。しかし、プレート１８は下方に傾斜したエッジ１
９、すなわち、ディスク２の内側に折り曲がり、周面１
６に設けられた溝２０に入るエッジ（端縁）を有してい
る。プレートは、最終的に、縦方向の切断線２１に沿っ
て、また、下方傾斜エッジ同士１９間で等間隔を置いた
円形切断線によって角度的に分割される。プレートは実
際、山形の半部分上にある突き合わされたプラケット
（小板）２２により構成されている。プラケット２２に
は、ベーン１のファスナーすなわち締結部１１を収容す
るための開口部２３が設けられ、その表面積は、脚９の
断面よりも小さい。いくつかのプラケット２２には、対
応するプラットフォーム８に貫通された他の穴２５に延
びる穴２４が設けられている。穴２４および２５は、シ
ール１７およびベーン１を固定するために、ヘッドがデ
ィスク２のねじ山に挿入されるねじ（図示しない）を収
容するものであり、該シールおよびベーンは円形運動を
防止するようにプラットフォーム８によって接合され
る。この種の構成は、ディスクの共通円形スロートに挿
入されるベーンに対しては標準となっている。本実施の
形態においては、一対の穴２４および２５で十分ある
が、二対であってもよい。特徴として、シール１７はま
た、鈍角を成して結合する接続部２７を使用してそれぞ
れプラケット２２に接続されるヒール２６を含んでい
る。本実施の形態においては、遊びを少なくするため、
ベーン１のファスナー１１および脚９の幅（ディスク２
の角方向）が、開口部２３の幅と開口部２３間の距離の
大部分わたるヒール２６の幅にほとんど等しい。従っ
て、スロート１０のほぼ全域が塞がった状態である。さ
らに、接続部２７はヒール２６の幅のほぼ半分にわたっ
て延び、対をなすプラケット２２とヒール２６との間に
スロット２８が設けられ、該スロットには別のプラケッ
ト２２およびヒール２６の対の接続部２７が挿入されて
いる。二つの対のプラケット２２は、接合されて機械の
長手（縦）方向に延長される。すなわち、プラケット２
２およびヒール２６の対は、重なり合う対としてグルー
プを作り、各ヒール２６は対の他の構成要素であるプラ
ケット２２の下に位置し、また接続部２７はヒンジ２９
を構成するように十分な遊びを有し、円形切断線に沿っ
て延びる。接続部２７が一旦スロット２８に挿入される
と、このようにして得られたアセンブリを、ヒール２６
を互いに近づけ、これらをカラー１２を通過させる内向
き運動を用いてスロート１０内に挿入するために、折り
たたむことが可能となる。そして、ヒール２６は広げら
れて互いに分離し、プラケット２２が平行になる。ヒー
ル２６がスロート１０の上方傾斜フランク３０に接触す
る図に示す構成は、このようにして得られる。ローター
３の回転により発生する遠心力は、プラケット２２の撓
みによって、ヒール２６をフランク３０に、プラケット
２２をプラットフォーム８に、下方傾斜エッジを溝２０
の外面３１にそれぞれ押圧することは明らかである。こ
のように、再循環した空気に対する二重密封バリヤー
は、プラットフォーム８とディスク２との間に第一バリ
ヤーを生ずるプラケット２２およびそれらの下方傾斜エ
ッジ１９と、ベーン８に押圧されるプラケット２２とデ
ィスク２との間に第二バリヤーを生ずるヒール２６とに
よって得られる。

【００１０】若干違った設計であるシール１７’を図４
および図５に示す。これらの図中において、参照番号３
２で示すプレートは、それらの幅が半分になっており、
従って、切断線２１間の一つの開口部２３の中心からそ
れに隣接する開口部２３の中心までに２倍の数のプレー
トが存在する。他の点に関しては、本実施の形態は前記
実施の形態と同様である。図５は、ヒール２６がカラー
１２を通過するように折りたたまれた一対の構成要素を
示す斜視図である。また、図５はカラー１２の特定の領
域を拡大してベーン１の脚９を挿入可能とする穴３３を
示す。しかしながら、一対のプラケット２２がベーン１
と連結される第一実施の形態は、偶数のベーンを必要と
していた。なお、ヒンジ２９は、第一実施の形態に於い
て、スロート１０への挿入を可能とするためにヒール２
６を折りたたむ必要があったが、ヒール２６が切り込み
３３を通過可能であり、その後でベーン１の脚９と同じ
ようにスロート１０内をスライドして脚９と交互に位置
決めされる第二実施の形態に於いては、ヒンジ２９はも
はや必要ではない。その場合は、２個のヒール２６と相
互連結された２個のプラケット２２を有するシール１
７’からなる構成要素は、固定構成要素により置き換え
られる。しかしながら、ヒンジ２９はシール１７’の可
撓性を維持し、完全な密封を得るために設けておく。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が用いられるガスタービン・コンプレッ
サー領域を示す図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態を示す図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態を示す別の図であ
る。

【図４】本発明の第２の実施の形態を示す図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態を示す別の図であ
る。

【符号の説明】

１ ベーン ２ ディスク ６ ブレード ８ プラットフォーム ９ 脚 １０ スロート １１ ファスナー １２ カラー １６ 周面 １７、１７’ 密封シール １８ プレート １９ エッジ ２０ 溝 ２１ 切断線 ２２ プラケット ２３ 開口部 ２６ ヒール ２７ 接続部 ２８ スロット ２９ ヒンジ ３０ フランク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジヤツキー・セルジユ・ノデ フランス国、91070・ボンドウフル、リ ユ・デ・ペルドウリ、８

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディスク（２）の円形スロート（１０）に
   挿入される脚（９）と、ブレード（６）と、ブレード
   （６）に隣接しており、スロート（１０）が円形カラー
   （１２）の形で開口したディスク（２）の周面（１６）
   上に置かれるプラットフォーム（８）と、脚（９）をプ
   ラットフォーム（８）に接続するファスナー（１１）と
   を有し、該脚（９）がカラー（１２）に挿入される円形
   ベーン（１）段の密封シール（１７、１７’、１７”）
   であって、該シールは、周面（１６）とプラットフォー
   ム（８）との間に収容されるプレート（１８）を備え、
   該プレートにはファスナー（１１）が挿入される開口部
   （２３）が設けられ、該プレートは、互いに当接し、開
   口部（２３）を通る切断線（２１、３５）によって画定
   されたプラケット（２２、３４）に分割され、該開口部
   はベーンの脚（９）の横断面よりも小さい表面積を有
   し、シールは、プラケット（２２）に接合されて一緒に
   シールの構成要素をなすシール（２６）を備え、このヒ
   ール（２６）がスロート（１０）の上方傾斜フランク
   （３０）の下に配置されることを特徴とする密封シー
   ル。
2. 【請求項２】 切断線は縦方向の線（２１）と円形線
   （３５）とから成り、プラケット（２２）はヒール（２
   ６）に対して鈍角を形成し、該プラケットはヒール（２
   ６）とプラケット（２２）との間にあるスロット（２
   ８）を有して延びる接続部（２７）によってヒールで接
   合され、シールの構成要素は、一対の構成要素のそれぞ
   れの接続部（２７）を同じ対の他の構成要素のスロット
   に収容して対で相互連結し、ヒンジ（２９）を形成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の密封シール。
3. 【請求項３】 前記プレートが、ディスクの内側に向け
   て折り曲げられ、ディスク（２）の周面（１６）に設け
   られた円形溝（２０）内に挿入されるエッジ（１９）を
   有することを特徴とする請求項１による密封シール。