JP2002201914A - タービンのロータ・ステータばね板シール及び関連する方法 - Google Patents
タービンのロータ・ステータばね板シール及び関連する方法Info
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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
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
- F16J15/3284—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings characterised by their structure; Selection of materials
- F16J15/3292—Lamellar structures
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F11/00—Arrangements of sealings in combustion engines
Landscapes
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ロータ（回転要素）とステータ（固定要素）
との間のシールからのリークを、空気の広い速度範囲内
で最適に制御する。 【構成】 機械の回転要素及び固定要素（１０、１２）
間に取付けるシール組立体（１８）は、回転要素（１
０）を取囲む円周方向配列で、固定要素（１２）に固定
された第１の複数の板ばねセグメント（２０）を含み、
板ばねセグメント（２０）はそれぞれ半径方向取付け部
分（２２）及びほぼ軸方向のシール部分（２４）を有
し、複数の板ばねセグメント（２０）が円周方向に一部
重ね合わせて配置されている。
との間のシールからのリークを、空気の広い速度範囲内
で最適に制御する。 【構成】 機械の回転要素及び固定要素（１０、１２）
間に取付けるシール組立体（１８）は、回転要素（１
０）を取囲む円周方向配列で、固定要素（１２）に固定
された第１の複数の板ばねセグメント（２０）を含み、
板ばねセグメント（２０）はそれぞれ半径方向取付け部
分（２２）及びほぼ軸方向のシール部分（２４）を有
し、複数の板ばねセグメント（２０）が円周方向に一部
重ね合わせて配置されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に回転要素
及び固定機械要素間のシールに関するものであり、具体
的には、ステータとタービンロータの間のばね板シール
組立体に関する。本発明は、エネルギ−省により与えら
れた契約第ＤＥ−ＦＣ２１−９５ＭＣ３１１７６号に基
づき政府の援助で行われた。政府は、本発明において一
定の権利を有する。
及び固定機械要素間のシールに関するものであり、具体
的には、ステータとタービンロータの間のばね板シール
組立体に関する。本発明は、エネルギ−省により与えら
れた契約第ＤＥ−ＦＣ２１−９５ＭＣ３１１７６号に基
づき政府の援助で行われた。政府は、本発明において一
定の権利を有する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンの作動は、回転要素及び静
止要素間の空気の流れを制御することに左右される。シ
ールは、望ましい通路に流れを導くために、これらの要
素間に導入される。たとえば、ある場合には、ベアリン
グハウジングへのような幾つかの方向への流れを防止す
るのが望ましいが、他の場合には、キャビティを能動的
にパージし、要素部品を冷却し、また高温流路ガスがロ
ータ要素部品に接触するのを防止するために、制御され
た流量を導くことが望ましい。この後者のタイプのシー
ルの例は、圧縮機吐出二次流回路やタービンノズルダイ
アフラム周りの通路において見出すことができる。作動
条件、熱過渡現象及び使用年数に関係なく、制御された
リーク量をもたらすシールを確立することが、長年にわ
たる設計目的であった。
止要素間の空気の流れを制御することに左右される。シ
ールは、望ましい通路に流れを導くために、これらの要
素間に導入される。たとえば、ある場合には、ベアリン
グハウジングへのような幾つかの方向への流れを防止す
るのが望ましいが、他の場合には、キャビティを能動的
にパージし、要素部品を冷却し、また高温流路ガスがロ
ータ要素部品に接触するのを防止するために、制御され
た流量を導くことが望ましい。この後者のタイプのシー
ルの例は、圧縮機吐出二次流回路やタービンノズルダイ
アフラム周りの通路において見出すことができる。作動
条件、熱過渡現象及び使用年数に関係なく、制御された
リーク量をもたらすシールを確立することが、長年にわ
たる設計目的であった。
【０００３】ガスタービン業界では、多数の異なったシ
ール設計が使用されてきた。それらには、「パンプキン
歯」シール、ラビリンスシール、ハニカムシール及びブ
ラシシールが含まれる。それらの設計のすべては、空気
用の「曲がりくねった」通路を設けることによって、そ
れらシールを通り抜けるリークを最少にすることを意図
している。表１は、従来のシールを、幾つかの重要な特
徴に基づいてそれらを定性的に比較して記載している。
ール設計が使用されてきた。それらには、「パンプキン
歯」シール、ラビリンスシール、ハニカムシール及びブ
ラシシールが含まれる。それらの設計のすべては、空気
用の「曲がりくねった」通路を設けることによって、そ
れらシールを通り抜けるリークを最少にすることを意図
している。表１は、従来のシールを、幾つかの重要な特
徴に基づいてそれらを定性的に比較して記載している。
【０００４】
【表１】
【０００５】多くの用途で、ロータ要素部品を高温ガス
通路ガスと接触させないようにするのに十分な大きさの
キャビティパージ流量を確保するためには、ある最少レ
ベルの空気リーク量が必要であることに注目されたい。
このため、空気がシールをバイパスすることができる穴
は、ブラシ又はハニカムシールを備えることができる。
しかしながら、この方法における１つの難点は、安全な
作動を確保するために、穴は、新しいシール構造に基づ
いて充分な流量を供給するような大きさにしなければな
らないことである。シールが後に劣化し、シールが新し
い時よりもより多くの流量をリークする場合、シールを
通過する全流量は、設計要求より大きくなるであろう。
通路ガスと接触させないようにするのに十分な大きさの
キャビティパージ流量を確保するためには、ある最少レ
ベルの空気リーク量が必要であることに注目されたい。
このため、空気がシールをバイパスすることができる穴
は、ブラシ又はハニカムシールを備えることができる。
しかしながら、この方法における１つの難点は、安全な
作動を確保するために、穴は、新しいシール構造に基づ
いて充分な流量を供給するような大きさにしなければな
らないことである。シールが後に劣化し、シールが新し
い時よりもより多くの流量をリークする場合、シールを
通過する全流量は、設計要求より大きくなるであろう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明では、ステータ
要素中に締結された（又は別の方法で固定された）ばね
板シールの円周方向の配列を用いる。好ましい実施形態
では、個々のばね板シール要素又はセグメントの各々
は、それぞれステータに取付けられた主スプリング及び
裏当てスプリングを有する。主スプリングは、取付け部
分と、ロータに沿ってほぼ軸方向に延び、流れの方向に
おいて、ロータ表面に向かって、次いでロータ表面から
離れるように湾曲しているシール部分とを持つ。また、
裏当てスプリングは、取付け部分と、主スプリングの裏
側にほぼ接線方向に係合している、より鋭く湾曲した裏
当て部分とを持つ。裏当てスプリングは、２つの目的に
役に立つ。
要素中に締結された（又は別の方法で固定された）ばね
板シールの円周方向の配列を用いる。好ましい実施形態
では、個々のばね板シール要素又はセグメントの各々
は、それぞれステータに取付けられた主スプリング及び
裏当てスプリングを有する。主スプリングは、取付け部
分と、ロータに沿ってほぼ軸方向に延び、流れの方向に
おいて、ロータ表面に向かって、次いでロータ表面から
離れるように湾曲しているシール部分とを持つ。また、
裏当てスプリングは、取付け部分と、主スプリングの裏
側にほぼ接線方向に係合している、より鋭く湾曲した裏
当て部分とを持つ。裏当てスプリングは、２つの目的に
役に立つ。
【０００７】（１）スプリングの異なった曲率、及び起
こりうる異なった厚さのため、２つのスプリングを合わ
せた有効剛性は非直線的に（即ち、荷重たわみ曲線は曲
線になり、直線にならない）なるであろう。このことに
より、作動状態のより広い範囲にわたって、シールの開
き、従って性能を最適化することができるであろう。
こりうる異なった厚さのため、２つのスプリングを合わ
せた有効剛性は非直線的に（即ち、荷重たわみ曲線は曲
線になり、直線にならない）なるであろう。このことに
より、作動状態のより広い範囲にわたって、シールの開
き、従って性能を最適化することができるであろう。
【０００８】（２）２つのスプリングは、互いに摩擦し
合うので、それらは互いに摩擦ダンパとして働き、シー
ルの空気力学的不安定性あるいはフラッタから生じる可
能性がある振動及び疲労を防ぐであろう。
合うので、それらは互いに摩擦ダンパとして働き、シー
ルの空気力学的不安定性あるいはフラッタから生じる可
能性がある振動及び疲労を防ぐであろう。
【０００９】ばね板シールセグメントの集合配列は、円
周方向にオーバラップあるいは一部重ね合わせて配置さ
れるので、裏当てスプリングは主スプリングより接線方
向の長さが僅かに短いことが必要である。主スプリング
は、機械が作動中でないとき、ロータに対して僅かな半
径方向ギャップを持って組み立てられる。機械が始動す
ると、シールを挟んで圧力差が生じて、より高い上流圧
力はシールを押し開こうとする。シールを押し開こうと
する力は、全上流圧力と全下流圧力の差に基づくであろ
う。しかしながら、シールを通り抜ける流体流れが始ま
るや否や、その力は低下するであろう。これは、空気が
ある速度に達し、その力が上流静圧と下流静圧の差に依
存するからである。下流の速度が低いと、下流静圧はそ
の全圧に近づくが、上流静圧（開く力）はその流速／流
れ速度に比例した量だけ低下するであろう。
周方向にオーバラップあるいは一部重ね合わせて配置さ
れるので、裏当てスプリングは主スプリングより接線方
向の長さが僅かに短いことが必要である。主スプリング
は、機械が作動中でないとき、ロータに対して僅かな半
径方向ギャップを持って組み立てられる。機械が始動す
ると、シールを挟んで圧力差が生じて、より高い上流圧
力はシールを押し開こうとする。シールを押し開こうと
する力は、全上流圧力と全下流圧力の差に基づくであろ
う。しかしながら、シールを通り抜ける流体流れが始ま
るや否や、その力は低下するであろう。これは、空気が
ある速度に達し、その力が上流静圧と下流静圧の差に依
存するからである。下流の速度が低いと、下流静圧はそ
の全圧に近づくが、上流静圧（開く力）はその流速／流
れ速度に比例した量だけ低下するであろう。
【００１０】流速／流れ速度が増加するにつれて、シー
ルを開く力は減少し、またシールを閉じるスプリング力
はシールの開きに応じて増大するので、シールは、如何
なる所定の設計点においてもリークを制御できるように
設計することができる。
ルを開く力は減少し、またシールを閉じるスプリング力
はシールの開きに応じて増大するので、シールは、如何
なる所定の設計点においてもリークを制御できるように
設計することができる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】従って、１つの態様にお
いて、本発明は、機械の回転及び固定要素間に取付ける
シール組立体であって、回転要素を取囲む円周方向配列
で、固定要素に固定された第１の複数の板ばねセグメン
トを含み、板ばねセグメントはそれぞれ半径方向取付け
部分及びほぼ軸方向のシール部分を有し、複数の板ばね
セグメントが円周方向に一部重ね合わせて配置されてい
るシール組立体に関する。
いて、本発明は、機械の回転及び固定要素間に取付ける
シール組立体であって、回転要素を取囲む円周方向配列
で、固定要素に固定された第１の複数の板ばねセグメン
トを含み、板ばねセグメントはそれぞれ半径方向取付け
部分及びほぼ軸方向のシール部分を有し、複数の板ばね
セグメントが円周方向に一部重ね合わせて配置されてい
るシール組立体に関する。
【００１２】別の態様において、本発明は、板ばねシー
ル組立体を含むタービンロータ及びステータ配置であっ
て、ロータと、ロータと半径方向に間隔を置いた関係で
ロータを取囲むステータと、ロータとステータの間の板
ばねシールとを含み、板ばねシールは、ロータの周りに
円周方向配列で、ステータに固定された第１の複数の板
ばねセグメントを含み、板ばねセグメントは円周方向に
一部重ね合わせて配置され、またその各々はシール部分
を有し、シール部分は、ロータが停止している時、シー
ル部分とロータの間に予め定められた半径方向ギャップ
を形成するタービンロータ及びステータ配置に関する。
ル組立体を含むタービンロータ及びステータ配置であっ
て、ロータと、ロータと半径方向に間隔を置いた関係で
ロータを取囲むステータと、ロータとステータの間の板
ばねシールとを含み、板ばねシールは、ロータの周りに
円周方向配列で、ステータに固定された第１の複数の板
ばねセグメントを含み、板ばねセグメントは円周方向に
一部重ね合わせて配置され、またその各々はシール部分
を有し、シール部分は、ロータが停止している時、シー
ル部分とロータの間に予め定められた半径方向ギャップ
を形成するタービンロータ及びステータ配置に関する。
【００１３】さらに別の態様において、本発明は、ロー
タとステータの間の半径方向ギャップをシールする方法
であって、（ａ）第１の複数の板ばねセグメントをステ
ータに取付ける段階と、（ｂ）ロータの周りに円周方向
に一部重ね合わせた配列で、第１の複数の板ばねセグメ
ントを配置する段階とを含む方法に関する。
タとステータの間の半径方向ギャップをシールする方法
であって、（ａ）第１の複数の板ばねセグメントをステ
ータに取付ける段階と、（ｂ）ロータの周りに円周方向
に一部重ね合わせた配列で、第１の複数の板ばねセグメ
ントを配置する段階とを含む方法に関する。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１には、ロータ１０とステータ
１２が、それらの間に半径方向ギャップ１４を備えた状
態で示されている。ガスタービン環境の中では、矢印１
６で示す方向の空気流れは、板ばねシール組立体１８に
よって制御される。シール組立体１８は、図２で最もよ
くわかる「一部重ね合わせた」あるいはオーバラップさ
せた配列で、ロータ１０の周りに円周方向に配置されて
いる、個々のばね板シール要素又はセグメントを有す
る。流れを制御して、例えば、キャビティを能動的にパ
ージし、同時に、例えば圧縮機吐出二次流回路やタービ
ンノズルダイアフラムの周りの通路において、高温流路
ガスがロータ要素部品と接触するのを防止するのが望ま
しい。
１２が、それらの間に半径方向ギャップ１４を備えた状
態で示されている。ガスタービン環境の中では、矢印１
６で示す方向の空気流れは、板ばねシール組立体１８に
よって制御される。シール組立体１８は、図２で最もよ
くわかる「一部重ね合わせた」あるいはオーバラップさ
せた配列で、ロータ１０の周りに円周方向に配置されて
いる、個々のばね板シール要素又はセグメントを有す
る。流れを制御して、例えば、キャビティを能動的にパ
ージし、同時に、例えば圧縮機吐出二次流回路やタービ
ンノズルダイアフラムの周りの通路において、高温流路
ガスがロータ要素部品と接触するのを防止するのが望ま
しい。
【００１５】個々のばね板シ−ル要素又はセグメントは
各々、取付け部分２２及びシール部分２４を備える主板
ばねセグメント２０を含む。取付け部分２２は、あらゆ
る適当な手段によってステータに取付けられ（例えば、
ステータへ機械的に締結、あるいは他の適当な方法で固
定される）、一方、シール部分は、軸方向において、ロ
ータに向かって次いでロータから離れるように流れの方
向に、最小の半径方向ギャップを備えた状態で、湾曲し
ている。主スプリングセグメント２０は、接線方向にほ
ぼ平坦であり、すなわち、図２に見られるように、各ば
ね板シールセグメントは、ロータ表面２８に対してほぼ
接線方向に向いていることに注目されたい。接線方向の
ばね板セグメントの範囲は、本明細書では接線方向長さ
と呼ぶ。
各々、取付け部分２２及びシール部分２４を備える主板
ばねセグメント２０を含む。取付け部分２２は、あらゆ
る適当な手段によってステータに取付けられ（例えば、
ステータへ機械的に締結、あるいは他の適当な方法で固
定される）、一方、シール部分は、軸方向において、ロ
ータに向かって次いでロータから離れるように流れの方
向に、最小の半径方向ギャップを備えた状態で、湾曲し
ている。主スプリングセグメント２０は、接線方向にほ
ぼ平坦であり、すなわち、図２に見られるように、各ば
ね板シールセグメントは、ロータ表面２８に対してほぼ
接線方向に向いていることに注目されたい。接線方向の
ばね板セグメントの範囲は、本明細書では接線方向長さ
と呼ぶ。
【００１６】各ばね板シールセグメントはまた、二次又
は裏当てばね板セグメント３０を備え、これもまた類似
した方法でステータ１２に取付けられる。裏当てスプリ
ング３０は、より鋭く湾曲した部分３２がほぼ接線状に
主スプリングの裏側に係合した状態で、主スプリングの
後側又は下流に配置されている。
は裏当てばね板セグメント３０を備え、これもまた類似
した方法でステータ１２に取付けられる。裏当てスプリ
ング３０は、より鋭く湾曲した部分３２がほぼ接線状に
主スプリングの裏側に係合した状態で、主スプリングの
後側又は下流に配置されている。
【００１７】図２を参照すると、個々のばね板組立体を
干渉することなくオーバラップさせあるいは一部重ね合
わせて配置するために、裏当てスプリングセグメント３
０は主スプリングより短い接線方向長さを持つことが分
かるであろう。それにも拘わらず、裏当てスプリング
は、図２に仮想線で示すように、主スプリング上に中心
合わせされるであろう。
干渉することなくオーバラップさせあるいは一部重ね合
わせて配置するために、裏当てスプリングセグメント３
０は主スプリングより短い接線方向長さを持つことが分
かるであろう。それにも拘わらず、裏当てスプリング
は、図２に仮想線で示すように、主スプリング上に中心
合わせされるであろう。
【００１８】主及び二次スプリングセグメント２０、３
０は両方とも、それぞれ用途に応じた特定の合金組成及
び厚さのスプリング鋼で造られるのが好ましい。主スプ
リングの接線方向長さは、用いるセグメントの数次第で
あり、これもまた、用途により特定されるであろう。ス
プリングセグメント２０、３０のそれぞれの有効剛性
は、湾曲度の違い、厚さの違い及び合金の違いによって
変わり得ることが分かるであろう。このことは、スプリ
ング剛性が非直線性であり、従って、シールの開き、従
って性能を、広い範囲の作動条件にわたって最適化する
ことができることを意味している。
０は両方とも、それぞれ用途に応じた特定の合金組成及
び厚さのスプリング鋼で造られるのが好ましい。主スプ
リングの接線方向長さは、用いるセグメントの数次第で
あり、これもまた、用途により特定されるであろう。ス
プリングセグメント２０、３０のそれぞれの有効剛性
は、湾曲度の違い、厚さの違い及び合金の違いによって
変わり得ることが分かるであろう。このことは、スプリ
ング剛性が非直線性であり、従って、シールの開き、従
って性能を、広い範囲の作動条件にわたって最適化する
ことができることを意味している。
【００１９】互いに一部重ね合わせて配置される弦セグ
メントからなる板ばねシールに対するさらなる利点は、
別々のセグメントが様々な撓みに対して自己調整して常
に一定のクリアランスを保持するので、非対称なケーシ
ングに適応することができることである。
メントからなる板ばねシールに対するさらなる利点は、
別々のセグメントが様々な撓みに対して自己調整して常
に一定のクリアランスを保持するので、非対称なケーシ
ングに適応することができることである。
【００２０】機械を始動するのに先立ち、主スプリング
セグメント２０は、ロータ表面から僅かなギャップ（２
６において）を持たせて組み立てなければならない。こ
の時、Ｐ１（シール１８の上流圧力）＝Ｐ２（シール１
８の下流圧力）＝Ｐ３（半径方向ギャップ２６における
圧力）である。機械が始動すると、Ｐ１は、増加するで
あろうＰ２より増加するであろう。図示した可能性のあ
る用途（ある機械の高圧パッキンシール）では、シール
１８を挟んだ圧力は、全速／全負荷で２：１に近づき、
その結果、シールを通り抜ける流れは閉塞した状態にな
るであろう。Ｐ１／Ｐ２が小さいとき、シール組立体１
８を通り抜ける流れは少なく、それ故、流速は低くな
り、同様にシールを開く力も小さくなるであろう。Ｐ１
／Ｐ２が増加するにつれて、シールを通り抜ける流れの
マッハ数もまた増加して、Ｐ１／Ｐ３の比は減少するで
あろう。Ｐ３がなおＰ２より大きい間は、Ｐ３はＰ１以
上にはならないので、シールを開く力は減少するであろ
う。この開く力は、主スプリングセグメント２０と裏当
てスプリングセグメント３０の両方によって与えられ
る、ギャップ２６を閉じるスプリング力によって押し返
されるであろう。従って、流れは、Ｐ１／Ｐ２及び作動
条件において設計されたシールの開きによって制御され
るであろう。従って、シールギャップ２６及びリーク
は、作動条件にそれら自体で適応する。今一度述べる
が、裏当てスプリングセグメント３０が、シールが調節
するときの如何なる不安定さも排除するであろう。
セグメント２０は、ロータ表面から僅かなギャップ（２
６において）を持たせて組み立てなければならない。こ
の時、Ｐ１（シール１８の上流圧力）＝Ｐ２（シール１
８の下流圧力）＝Ｐ３（半径方向ギャップ２６における
圧力）である。機械が始動すると、Ｐ１は、増加するで
あろうＰ２より増加するであろう。図示した可能性のあ
る用途（ある機械の高圧パッキンシール）では、シール
１８を挟んだ圧力は、全速／全負荷で２：１に近づき、
その結果、シールを通り抜ける流れは閉塞した状態にな
るであろう。Ｐ１／Ｐ２が小さいとき、シール組立体１
８を通り抜ける流れは少なく、それ故、流速は低くな
り、同様にシールを開く力も小さくなるであろう。Ｐ１
／Ｐ２が増加するにつれて、シールを通り抜ける流れの
マッハ数もまた増加して、Ｐ１／Ｐ３の比は減少するで
あろう。Ｐ３がなおＰ２より大きい間は、Ｐ３はＰ１以
上にはならないので、シールを開く力は減少するであろ
う。この開く力は、主スプリングセグメント２０と裏当
てスプリングセグメント３０の両方によって与えられ
る、ギャップ２６を閉じるスプリング力によって押し返
されるであろう。従って、流れは、Ｐ１／Ｐ２及び作動
条件において設計されたシールの開きによって制御され
るであろう。従って、シールギャップ２６及びリーク
は、作動条件にそれら自体で適応する。今一度述べる
が、裏当てスプリングセグメント３０が、シールが調節
するときの如何なる不安定さも排除するであろう。
【００２１】一般的に、ロータ１０及びステータ１２
は、機械の作動条件の変化に異なった過渡応答性を有す
るであろう。運転開始時に、ロータ１０は、矢印３４の
方向に回転し、遠心荷重によりステータ１２に向かって
急激に延びる可能性がある。それに続いて、ステータ１
２は、一般的にロータ１０より熱的に素早く応答し、ロ
ータから離れるように膨張し、その結果そのギャップを
幾らか増加させるであろう。機械を停止すると、この逆
のプロセスになるであろう。シール組立体１８を挟んだ
圧力比は、熱過渡変化とは殆ど無関係であり、そのため
開く力及びシールギャップ２６はそれらの変化に適応す
るであろう。ギャップ２６は開く力に従い、しかしなが
ら、スプリング力は、それら力の変化に逆らうように働
いて、流れの変化を最小にする。
は、機械の作動条件の変化に異なった過渡応答性を有す
るであろう。運転開始時に、ロータ１０は、矢印３４の
方向に回転し、遠心荷重によりステータ１２に向かって
急激に延びる可能性がある。それに続いて、ステータ１
２は、一般的にロータ１０より熱的に素早く応答し、ロ
ータから離れるように膨張し、その結果そのギャップを
幾らか増加させるであろう。機械を停止すると、この逆
のプロセスになるであろう。シール組立体１８を挟んだ
圧力比は、熱過渡変化とは殆ど無関係であり、そのため
開く力及びシールギャップ２６はそれらの変化に適応す
るであろう。ギャップ２６は開く力に従い、しかしなが
ら、スプリング力は、それら力の変化に逆らうように働
いて、流れの変化を最小にする。
【００２２】主スリングセグメント２０及び裏当てスプ
リングセグメント３０の表面は、全て滑らかであり、従
ってウィンデージに起因する温度増加は全くないであろ
う。シール組立体１８とロータ１０の表面の間との接触
がないので、たとえシールの劣化があったとしても、き
わめて少ないであろう。
リングセグメント３０の表面は、全て滑らかであり、従
ってウィンデージに起因する温度増加は全くないであろ
う。シール組立体１８とロータ１０の表面の間との接触
がないので、たとえシールの劣化があったとしても、き
わめて少ないであろう。
【００２３】本発明を、現在最も実用的で好ましい実施
形態であると考えられるものに関して説明したが、本発
明は開示した実施形態に限定されず、反対に、特許請求
の範囲の技術思想及び技術的範囲内に含まれる様々な変
更形態及び同等な構成を保護しようとするものであるこ
とを理解されたい。
形態であると考えられるものに関して説明したが、本発
明は開示した実施形態に限定されず、反対に、特許請求
の範囲の技術思想及び技術的範囲内に含まれる様々な変
更形態及び同等な構成を保護しようとするものであるこ
とを理解されたい。
【図１】 本発明の例示的な実施形態によるステータと
ロータの間のばね板シール要素の概略側面断面図。
ロータの間のばね板シール要素の概略側面断面図。
【図２】 ばね板シール要素を円周方向に一部重ね合わ
せて配置しているあるいはオーバラップさせている方法
を示す概略端面図。
せて配置しているあるいはオーバラップさせている方法
を示す概略端面図。
１０ ロータ １２ ステータ １４ 半径方向ギャップ １８ シール組立体 ２０ 板ばねセグメント ２２ 取付け部分 ２４ シール部分 ２６ シールギャップ ２８ ロータ表面 ３０ 裏当てスプリングセグメント ３２ 湾曲した部分
フロントページの続き (72)発明者 ジェフリー・ジョン・バトキーウィクス アメリカ合衆国、サウス・カロライナ州、 シンプソンビル、エーピーティー・195、 フェアビュー・ロード、630番 Ｆターム(参考） 3G002 HA07 HA09 3J043 AA16 BA07 CA13
Claims (3)
- 【請求項１】 機械の回転及び固定要素（１０、１２）
間に取付けるシール組立体（１８）であって、 前記回転要素（１０）を取囲む円周方向配列で、前記固
定要素（１２）に固定された第１の複数の板ばねセグメ
ント（２０）を含み、前記板ばねセグメント（２０）は
それぞれ半径方向取付け部分（２２）及びほぼ軸方向の
シール部分（２４）を有し、前記複数の板ばねセグメン
ト（２０）は円周方向に一部重ね合わせて配置されてい
ることを特徴とするシール組立体。 - 【請求項２】 板ばねシール組立体（１８）を含むター
ビンロータ及びステータ配置であって、 ロータ（１０）と、 該ロータと半径方向に間隔を置いた関係で前記ロータを
取囲むステータ（１２）と、 前記ロータ（１０）と前記ステータ（１２）の間の板ば
ねシール組立体（１８）と、を含み、前記板ばねシール
組立体（１８）は、前記ロータ（１０）の周りに円周方
向配列で、前記ステータ（１２）に固定された第１の複
数の板ばねセグメント（２０）を含み、前記板ばねセグ
メント（２０）は円周方向に一部重ね合わせて配置さ
れ、またその各々はシール部分（２４）を有し、該シー
ル部分（２４）は、ロータが停止している時、該シール
部分（２４）と前記ロータ（１０）の間に予め定められ
た半径方向ギャップ（２６）を形成する、ことを特徴と
するタービンロータ及びステータ配置。 - 【請求項３】 ロータ（１０）とステータ（１２）の間
の半径方向ギャップをシールする方法であって、 （ａ）第１の複数の板ばねセグメント（２０）を前記ス
テータ（１２）に取付ける段階と、 （ｂ）前記ロータ（１０）の周りに円周方向に一部重ね
合わせた配列で、前記第１の複数の板ばねセグメント
（２０）を配置する段階と、を含むことを特徴とする方
法。
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|---|---|
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| JP4740494B2 JP4740494B2 (ja) | 2011-08-03 |
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| KR101780329B1 (ko) | 2015-05-06 | 2017-09-20 | 주식회사 케이엔에스컴퍼니 | 로터-로터 방식 분산유화장치 임펠러 구조 시스템 |
| KR20170010888A (ko) | 2017-01-20 | 2017-02-01 | 주식회사 케이엔에스컴퍼니 | 로터-로터 방식 분산유화장치 임펠러 구조 시스템 |
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| KR102448990B1 (ko) | 2020-11-30 | 2022-09-29 | 주식회사 케이엔에스컴퍼니 | 자체회전 이송스크류타입의 재료이송방식을 적용한 로터-로터 타입 임펠러구조의 유체 유화분산방법 |
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- 2001-08-17 DE DE60123739T patent/DE60123739T2/de not_active Expired - Lifetime
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