JPH1150805A - ガスタービン静翼シュラウドのシール構造 - Google Patents

ガスタービン静翼シュラウドのシール構造

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JPH1150805A
JPH1150805A JP21190297A JP21190297A JPH1150805A JP H1150805 A JPH1150805 A JP H1150805A JP 21190297 A JP21190297 A JP 21190297A JP 21190297 A JP21190297 A JP 21190297A JP H1150805 A JPH1150805 A JP H1150805A
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JP
Japan
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grooves
seal plate
shrouds
groove
gas turbine
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JP21190297A
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Koichi Akagi
弘一 赤城
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/02Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/08Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing
    • F16J15/0887Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing the sealing effect being obtained by elastic deformation of the packing
    • 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
    • F01D11/005Sealing means between non relatively rotating elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00Components
    • F05D2240/55Seals
    • F05D2240/57Leaf seals

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガスタービン静翼シュラウドのシール構造に
関し、円周上に隣接する内側,外側シュラウド間に設け
るシール板の密閉性を増す。 【解決手段】 円周方向に互いに隣接する外側シュラウ
ド11a,11bの対向する軸方向側面には溝12a,
12bが設けられ、両溝内に薄板状のシール板1の折り
曲げ部1a,1bが挿入される。折り曲げ部1a,1b
は(b),(c)図のように溝内寸法tに入る寸法より
やや大きめの寸法の先端部を形成して弾性力を有し、先
端部を縮めて溝内に挿入し、そのバネ効果により溝12
a,12b内で固定される。シール板1はガス流路40
から隣接部空間を仕切り、外側シュラウド12a,12
bの車室側に翼冷却用の空気通路を形成するもので、シ
ュラウドの熱変形により溝が変形してシール板1との間
に隙間が生ずることなく、シール性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はガスタービン静翼シ
ュラウドのシール構造に関し、隣接するシュラウド間の
シール板のシール性が向上するような形状としたもので
ある。
【0002】
【従来の技術】図3はガスタービン静翼の配列を示す斜
視図である。図において、10a,10bは円周方向で
互いに隣り合う静翼であり、11a,11bは円周方向
に配置された互いに隣り合う外側シュラウド、12a,
12bは外側シュラウド11a,11bの軸方向両端側
面にそれぞれ設けられている溝である。21a,21b
は同じく円周方向に配置された互いに隣り合う内側シュ
ラウド、22a,22bは内側シュラウド21a,21
bの軸方向両端側面にそれぞれ設けられている溝であ
る。40は高温の燃焼ガスのガス流路である。上記に説
明の互いに隣り合う外側シュラウド11a,11bの溝
12a,12b間、及び内側シュラウド21a,21b
の溝22a,22b間には、ガス流路40を形成すると
共に、静翼10a,10bへの冷却空気通路を形成し、
シールするために、後述するシール板が設けられている
(本図では図示省略)。
【0003】上記構成のように、ガスタービン静翼で
は、図3に示すように静翼1枚に対し外側シュラウド1
1と内側シュラウド21がガス流路40を挟んで各々一
枚の割合で対応している。互いに隣り合う外側シュラウ
ド11a,11b及び内側シュラウド21a,21bは
共に軸方向の端面には静翼10a,10bへの冷却空気
の導入通路を形成するため両端面に溝12a,12b及
び22a,22bを設け、シール板でシールするように
している。
【0004】図2はこのシール板の外側シュラウドでの
取付状態を示しており、図示のように互いに隣り合う外
側シュラウド11a,11bの対向する軸方向側面に溝
12a,12bが設けられており、その両溝12a,1
2b内に薄板状のシール板30の両側面が挿入されてお
り、外側シュラウド11a,11bの外側にガス流路4
0との間をふさいで静翼10a,10b内部への冷却空
気導入通路を形成している。なお内側シュラウド21
a,21bの溝22a,22bの間にも同様のシール板
30が設けられており、内側シュラウド内部からの空気
のガス流路40への流出を防ぐと共に、高温の燃焼ガス
が内側へ侵入するのを防止している。
【0005】冷却用空気は図示していないが、外側シュ
ラウド11a,11bの車室側の冷却空気導入通路より
静翼10a,10b内に設けられた冷却空気通路へ導か
れ、翼を冷却した後の空気はガス流路へ放出される。
又、外側シュラウド11a,11bからはシール用空気
も静翼10a,10b内へ導かれ、図示してない内側シ
ュラウド21a,21b内部のキャビティに供給され、
内側を高温の燃焼ガスより高圧にして内側をシールして
いる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前述したようにガスタ
ービンの静翼シュラウド部には冷却空気導入通路を形成
させてある。しかし冷却空気の圧力が主ガス圧力より高
いこと及び内側,外側シュラウドが比較的大きいため運
転時シュラウドの熱勾配によって内側,外側シュラウド
が熱変形する。このためシール板30と溝12a,12
bの挿入部も熱変形して隙間が生じ、冷却空気の一部が
少なからず静翼10a,10bの内部へ流入せずに主ガ
ス流路側に漏洩する。
【0007】又、シール板を挿入する隣接するシュラウ
ド両端部の口元が狭く、剛性のあるシール板を両溝内に
挿入し、組立てるのにはかなり苦労しているのが現状で
ある。
【0008】そこで本発明は、ガスタービン静翼シュラ
ウドのシール構造において、シール板にバネ効果を持た
せてシール板を挿入するシュラウドの溝の熱変形に柔軟
性を持たせ、それによりシールの密閉性を向上させ、か
つ、シール板のシュラウドの溝内への組込みも容易とす
るようなシール構造とすることを課題としてなされたも
のである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決するために次の手段を提供する。
【0010】円周方向で互いに隣り合う静翼シュラウド
の対向する軸方向側面にそれぞれ溝を設けると共に、同
両溝内に両端部を挿入した薄板状のシール板を有してな
り、同シール板の前記両端部は前記溝内の幅よりも大き
な折り曲げ部を有し、同折り曲げ部は前記溝内には弾性
変形して挿入可能であって挿入後にはバネ効果により同
溝内に固定されることを特徴とするガスタービン静翼シ
ュラウドのシール構造。
【0011】本発明のシール構造はシール板両端部には
折り曲げ部を有し、この折り曲げ部は、例えば半円形に
折り曲げ、シュラウド端部側面に設けられた溝の幅より
もわずかに大きな形状にしておく。このような折り曲げ
部を溝内に嵌め込むことによってシール板両端部はバネ
効果を有するので溝とシール板との間の隙間がなくな
り、密閉性が増すようになる。
【0012】又、シール板は従来よりも薄板とし、その
両端部が溝内でバネ効果を有するので溝が熱変形しても
その変形に柔軟に応動して隙間を生ずることなくシール
部に無理な剛性を与えることがない。
【0013】更に、シール板を取付ける静翼の内側,外
側シュラウドの溝がある両端部口元は非常に狭く、従来
は剛性のあるシール板をこの溝に嵌め込む作業がむずか
しく、多くの手間を要していたが、本発明のシール構造
では両端部の折り曲げ部を変形させて容易に溝内に挿入
できるのでシール板の組込作業が容易に行える。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて具体的に説明する。図1は本発明の実
施の一形態に係るガスタービン静翼のシール構造を示
し、(a)はシール構造の斜視図、(b)はシール板の
折り曲げ部の形状、(c)はシール板折り曲げ部の他の
形状を示す図である。図1(a)において、11a,1
1bは互いに隣り合う外側シュラウドであり、それぞれ
軸方向両端面には溝12a,12bが加工されている。
図ではこれらを図2における従来例と同一符号で示して
いる。
【0015】溝12a,12bは溝の幅寸法をtで示
し、これら両溝12a,12b内にシール板1の折り曲
げ部1a,1bが挿入されている。シール板1は従来の
シール板30よりも薄い板からなり、その両端部は図1
(a)に示すように、弾力性が付与された折り曲げ部1
a,1bにより寸法tの溝12a,12bに挿入され、
バネ効果により固定されている。
【0016】シール板1の折り曲げ部1a,1bは、図
1(b)に示すように、溝内の大きさtよりも多少大き
めな寸法t’で加工されており、溝12a,12b内に
挿入する時には先端部を溝寸法t内に入るように圧縮し
て挿入し、挿入後はその復元力によるバネ効果により溝
12a,12bの両端部で固定される。
【0017】又、シール板の別の形態として図1(c)
に示すように先端部の開口寸法を溝寸法tよりも多少大
きいt’とし、上記と同様に溝12a,12b内に挿入
するときは、先端部を押して縮めた状態で挿入し、その
バネ効果により溝12a,12b内に固定するようにし
ても良い。
【0018】なお、図1の例では外側シュラウド11
a,11bにシール板1を取付けた例で説明したが、内
側シュラウド21a,21bの溝22a,22bにも同
様にシール板1が嵌め込まれており、説明は上記図1と
同じであるので省略している。
【0019】上記のようなシール構造により、シール板
1両端の折り曲げ部1a,1bが溝12a,12b内に
嵌め込まれ、溝内でバネ効果を生ずるように機能するの
で溝12a,12b内壁面との間の隙間がなくなり、密
閉性が増加する。
【0020】又、シール板1は従来のシール板30より
も薄くでき、かつ、その両端部に弾性力を持たせること
ができるので、そのバネ効果により溝の熱変形に柔軟に
対応でき、シール部に無理な剛性を与えることがない。
【0021】更に、シール板1を両端部の狭い場所にお
いても、溝12a,12b内に簡単に挿入でき、組込み
が容易にできる。
【0022】
【発明の効果】本発明のガスタービン静翼シュラウドの
シール構造は、円周方向で互いに隣り合う静翼シュラウ
ドの対向する軸方向側面にそれぞれ溝を設けると共に、
同両溝内に両端部を挿入した薄板状のシール板を有して
なり、同シール板の前記両端部は前記溝内の幅よりも大
きな折り曲げ部を有し、同折り曲げ部は前記溝内には弾
性変形して挿入可能であって挿入後にはバネ効果により
同溝内に固定されることを特徴している。このようなシ
ール構造によれば、薄板状のシール板の折り曲げ部のバ
ネ効果により溝とシール板との隙間を解消し溝の熱変形
に柔軟に対応し、かつ、組立てし易くなり、冷却空気の
導入通路のシール性が向上するのでガスタービンの性能
が一段と向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態に係るガスタービン静翼
シュラウドのシール構造を示し、(a)はその斜視図、
(b)はシール板の折り曲げ部の形状を示す図、(c)
はシール板折り曲げ部の形状の他の例を示す図である。
【図2】従来のガスタービン静翼シュラウドのシール構
造を示す斜視図である。
【図3】ガスタービンの内側,外側シュラウドと静翼の
一般的な斜視図である。
【符号の説明】
1 シール板 1a,1b 折り曲げ部 10a,10b 静翼 11a,11b 外側シュラウド 12a,12b 溝 21a,21b 内側シュラウド 22a,22b 溝

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円周方向で互いに隣り合う静翼シュラウ
    ドの対向する軸方向側面にそれぞれ溝を設けると共に、
    同両溝内に両端部を挿入した薄板状のシール板を有して
    なり、同シール板の前記両端部は前記溝内の幅よりも大
    きな折り曲げ部を有し、同折り曲げ部は前記溝内には弾
    性変形して挿入可能であって挿入後にはバネ効果により
    同溝内に固定されることを特徴とするガスタービン静翼
    シュラウドのシール構造。
JP21190297A 1997-08-06 1997-08-06 ガスタービン静翼シュラウドのシール構造 Pending JPH1150805A (ja)

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