Ein Aufbau eines gewöhnlichen
Kombustors ist in 4 gezeigt.
In der Zeichnung gibt die Bezugsziffer 1 einen Kombustor
an, und der Kombustor 1 ist innerhalb einer Laufradkammer
(wheel chamber) 2 befestigt. Die Bezugsziffer 3 gibt
eine Pilot-Brennstoffdüse
an, der ein Pilot-Brennstoff zur Zündung zugeführt wird. Die Bezugsziffer 4 gibt
mehrere (beispielsweise 8) Haupt-Brennstoffdüsen an, die
umfangsmäßig um die
Pilot-Brennstoffdüse 3 angeordnet
sind. Die Bezugsziffer 5 gibt ein inneres Rohr an. Die
Bezugsziffer 6 gibt ein Endrohr an, das ein Hochtemperatur-Verbrennungsgas
F in einen Endrohrauslass 6a einleitet. Die Bezugsziffer 7 gibt ein
Umgehungs- bzw. Bypassrohr an. Die Bezugsziffer 8 gibt
ein Bypassventil an, welches einen Strömungskanal bildet und sich öffnet, um
Luft innerhalb der Laufradkammer 2 in den Kombustor 1 einzuleiten,
wenn nicht genügend
Luft zur Verbrennung infolge von Lastfluktuationen vorhanden ist.
Die Bezugsziffer 9 ist ein Dichtungsabschnitt, der in einem
Endabschnitt des Endrohrauslasses 6a angeordnet ist und
einen Verbindungsabschnitt eines Verbrennungsgas-Strömungskanals 10 (Gasweg)
nahe der Turbine abdichtet. Mehrere solche Kombustoren 1 sind
um einen Rotor (in der Zeichnung nicht gezeigt) herum in der Laufradkammer 2 angeordnet.
Das Hochtemperatur-Verbrennungsgas F, das von diesen Kombustoren
ausgestoßen
wird, expandiert in dem Verbrennungsgas-Strömungskanal 10 so,
dass es den Rotor dreht.
In dem Kombustor 1 mit dem
oben genannten Aufbau wird der Brennstoff von der Hauptbrennstoffdüse 4 mit
Luft vermischt, die von der Umgebung eingesaugt wird, und durch
eine Flamme des Pilot-Brennstoffs, der aus der Pilot-Brennstoffdüse 3 ausgestoßen wird,
gezündet,
um zum Verbrennungsgas F verbrannt zu werden. Das Verbrennungsgas
F durchströmt
den inneren Zylinder 5 und das Endrohr 6, um dem
Gasweg 10 über
den Endrohrauslass 6a zugeführt zu werden. Die Wand des
inneren Rohrs 5 und des Endrohrs 6 des Kombustors 1 befindet
sich immer in Kontakt mit dem Hochtemperatur-Verbrennungsgas F.
Deshalb strömt
Kühlluft
in einem in der Wand vorgesehenen Kühlweg. Ferner ist der Endrohrauslass 6a mit
einem Einlas des Verbrennungsgas-Strömungskanals 10 über den
Dichtungsabschnitt 9 verbunden; somit wird der Dichtungsabschnitt 9 durch
die Luft gekühlt.
5 ist
eine vergrößerte Schnittansicht
eines Abschnitts A in 4 und
zeigt den Aufbau einer herkömmlichen
Endrohrdichtung. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, ist ein Flansch 6a1 um
den Endrohrauslass 6a herum ausgebildet. Ferner wird die
Wand des Endrohrs 6 durch die Kühlluft gekühlt, die in dem Strömungskanal
(in der Zeichnung nicht gezeigt), der in der Wand ausgebildet ist,
strömt.
Des weiteren ist eine Rille bzw. Nut 6b, die dem Kühlluftstrom
folgt, um den Endrohrauslass 6a herum ausgebildet; somit strömt die Kühlluft darin
so, dass sie die Wand des Endrohrs 6 abkühlt.
Der Endrohrauslass 6a ist
mit dem Verbrennungsgas-Strömungskanal 10 über eine
Endrohrdichtung 11 verbunden. Eine Rille bzw. Nut 11a mit einem
U-förmigen
Querschnitt ist in einem Endabschnitt der Endrohrdichtung 11 ausgebildet.
Der Flansch 6a1 des Endrohrauslasses 6a ist in
die Rille bzw.
Nut 11a eingesetzt. Eine
Nut mit einem rechteckigen Querschnitt ist in einem anderen Endabschnitt
der Endrohrdichtung 11 ausgebildet. Ein Flanschabschnitt 13a einer äußeren Ummantelung bzw.
eines äußeren Deckrings
(shroud) 13 und ein Flanschabschnitt 14a einer
inneren Ummantelung bzw. eines inneren Deckrings 14 einer
Leitschaufel 12 der ersten Reihe in dem Verbrennungsgas-Strömungskanal 10 passen
in die Nut 11b, um den Verbindungsabschnitt abzudichten.
Mehrere Kühllöcher 11c sind in der
Endrohrdichtung 11 ausgebildet, um ein Strömen von
Kühlluft c
zu ermöglichen,
um die Endrohrdichtung 11 und eine Schicht des äußeren Deckrings 13 und
des inneren Deckrings 14 an der Leitschaufel 12 der
ersten Reihe zu kühlen.
Diese Kühllöcher 11c sind
in einer geneigten bzw. schräggestellten
Weise über
der Außenfläche und
der Innenfläche
der Endrohrdichtung 11 ausgebildet. Die Wand der Endrohrdichtung 11 wird
gekühlt,
indem die Kühlluft
c, die in der Laufradkammer 2 stark komprimiert wird, zu
diesen Kühllöchern 11c strömen gelassen
wird. Ferner bedeckt das Verbrennungsgas F, das aus jedem Kühlloch 11c zu
dem Verbrennungsgas-Strömungskanal 10 ausgestoßen wird,
die Innenfläche
des äußeren Deckrings 13 und
die Außenfläche des
inneren Deckrings 14, um die Schicht zu kühlen.
Bei der herkömmlichen Endrohrdichtung 11 sind
jedoch die folgenden Probleme aufgetreten.
Es bestand ein Problem, dass der
Schichtkühlungsvorgang
bei der herkömmlichen
Endrohrdichtung 11 nicht wirksam ist. Außerdem gab
es einen Fall, bei dem ein stromaufseitiger Abschnitt des äußeren Deckrings 13 und
des inneren Deckrings 14 durch Hitze beschädigt wurde,
und es gab einen Fall, bei dem der Einsetz- bzw. Paßabschnitt, über den
die Endrohrdichtung 11 an dem äußeren Deckring 13 und
dem inneren Deckring 14 eingesetzt ist, infolge einer wiederholten
Wärmedehnung
verschliss. Diese Probleme treten wahrscheinlich aufgrund der folgenden
Gründe
(1) bis (3) auf.
- (1) Die Dimension des Zwischenraums zwischen dem
stromabseitigen Ende der Endrohrdichtung 11 zum stromaufseitigen
Ende des äußeren Deckrings 13 und
des inneren Deckrings 14 muss groß sein, wenn die Wärmedehnung
jeder Komponente berücksichtigt
wird. Daher liegen die Positionen des stromaufseitigen Endes des äußeren Deckrings 13 und
des stromaufseitigen Endes des inneren Deckrings 14 weit
von der Position jedes Kühllochs 11c entfernt.
- (2) Die Kühlluft
c wird von jedem Kühlloch 11c so ausgestoßen, dass
sie schräg
in den Verbrennungsgas-Strömungskanal 10 eintritt.
Daher kann keine gute Strömung
der Kühlluft
c zum Kühlen der
Schicht entlang der Innenfläche
des äußeren Deckrings 13 und
der Außenfläche des
inneren Deckrings 14 gebildet werden.
- (3) Die Kühlluft
c kollidiert mit einem Rand des stromaufseitigen Endes des äußeren Deckrings 13 und
des inneren Deckrings 14, und es kommt zu einer Wirbelströmung, wenn
die Weite des Verbrennungsgas-Strömungskanals 10 in
der Endrohrdichtung 11 größer wird als die Weite des
zwischen dem äußeren Deckring 13 und
dem inneren Deckring 14 gebildeten Verbrennungsgas-Strömungskanals
infolge z.B. der Wärmedehnung.
Die Erfindung wurde in Anbetracht
der oben genannten Probleme getätigt.
Die Aufgaben der Erfindung bestehen darin, eine Gasturbinen-Endrohrdichtung
bereitzustellen, die eine Beschädigung
eines äußeren Deckrings
und eines inneren Deckrings in einer Leitschaufel der ersten Reihe
durch Hitze sowie einen Verschleiss verhindern kann, und eine Gasturbine
mit der obengenannten Gasturbinen-Endrohrdichtung bereitzustellen.
In der Erfindung wird der folgende
Aufbau angewandt, um die oben erwähnten Probleme zu lösen.
Eine Gasturbinen-Endrohrdichtung
gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in
der Gasturbinen-Endrohrdichtung, die einen Raum zwischen einem Endrohr
eines Kombustors und einem inneren Deckring sowie einem äußeren Deckring
in einer Leitschaufel der ersten Reihe abdichtet und die dem inneren
Deckring und dem äußeren Deckring
Kühlluft
zuführt,
die Weite eines Verbrennungsgas-Strömungskanals
in der Gasturbinen-Endrohrdichtung, in einem Querschnitt betrachtet,
welcher die Mittelachslinie derselben einschließt, kleiner ist als die Weite
eines zwischen einer Außenfläche des
inneren Deckrings und einer Innenfläche des äußeren Deckrings gebildeten
Verbrennungsgas-Strömungskanals,
wobei der Verbrennungsgas-Strömungskanal
mit geneigten Oberflächen
versehen ist, die einen sich allmählich zu der Leitschaufel der
ersten Reihe hin erweiternden Querschnitt zumindest in einem stromabseitigen
Endabschnitt aufweisen.
Da gemäß der Gasturbinen-Endrohrdichtung nach
dem ersten Aspekt der Erfindung die Weite des Verbrennungsgas-Strömungskanals
kleiner gestaltet ist als die Weite des Verbrennungsgas-Strömungskanals
in der Leitschaufel der ersten Reihe, wird das Verbrennungsgas,
das von dem Verbrennungsgas-Strömungskanal
in der Gasturbinen-Endrohrdichtung in den Verbrennungsgas-Strömungskanal
in der Leitschaufel der ersten Reihe strömt, nicht durch die Kante bzw.
den Rand des stromaufseitigen Endes des inneren Deckrings und des äußeren Deckrings blockiert
und bildet keine Wirbelströmung.
Da ferner der Verbrennungsgas-Strömungskanal in der Gasturbinen-Endrohrdichtung mit
geneigten Oberflächen mit
einem sich zu der Leitschaufel der ersten Reihe hin allmählich verbreiternden
Querschnitt versehen ist, ist es so möglich, das Auftreten einer
Wirbelströmung
infolge einer raschen schrittweisen Änderung der Weite des Verbrennungsgas-Strömungskanals zu
verhindern, wenn das Verbrennungsgas von der Gasturbinen-Endrohrdichtung
in den Verbrennungsgas-Strömungskanal
in der Leitschaufel der ersten Reihe strömt.
Die Gasturbinen-Endrohrdichtung nach
einem zweiten Aspekt der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass
in der Gasturbinen-Endrohrdichtung, die den Raum zwischen dem Endrohr
des Kombustors und dem inneren Deckring sowie dem äußeren Deckring
in der Leitschaufel der ersten Reihe abdichtet und die dem inneren
Deckring sowie dem äußeren Deckring
Kühlluft
zuführt,
der stromabseitige Endabschnitt mit einem Auslass zum Ausstoßen der Kühlluft in
der Gasturbinen-Endrohrdichtung die stromaufseitige Außenfläche des
inneren Deckrings und die stromaufseitige Innenfläche des äußeren Deckrings
bedeckt.
Gemäß der Gasturbinen-Endrohrdichtung nach
dem zweiten Aspekt der Erfindung deckt der stromabseitige Endabschnitt
die stromaufseitige Außenfläche des
inneren Deckrings und die stromaufseitige Innenfläche des äußeren Deckrings
so ab, dass es zu keinem direkten Kontakt mit dem Hochtemperatur-Verbrennungsgas
kommt. Ferner ist es möglich,
den Endrohrauslass an einer Position näher an der stromaufseitigen
Außenfläche des
inneren Deckrings und der stromaufseitigen Innenfläche des äußeren Deckrings
anzuordnen.
Die Gasturbinen-Endrohrdichtung nach
einem dritten Aspekt der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass
in der Gasturbinen-Endrohrdichtung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung
mehrere Auslässe
vorgesehen sind, welche jedem der inneren Deckringe und der äußeren Deckringe
entsprechen, von einem Querschnitt mit der Gasturbinen-Endrohrdichtung
und ihrer Mittelachslinie aus betrachtet.
Gemäß der Gasturbinen-Endrohrdichtung nach
dem dritten Aspekt der Erfindung gleicht von der aus jedem Auslass
ausgestoßen
Kühlluft
diejenige, die von den anderen Auslässen ausgestoßen wird,
selbst dann, wenn die dem Verbrennungsgas-Strömungskanal
am nächsten
befindliche Kühlluft
eine Wirbelströmung
bildet, diese Wirbelströmung
aus; somit ist es möglich,
eine Kühlluftströmung über der
stromaufseitigen Außenfläche des
inneren Deckrings und der stromaufseitigen Innenfläche des äußeren Deckrings
zu bilden.
Die Gasturbinen-Endrohrdichtung nach
einem vierten Aspekt der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass
bei der Gasturbinen-Endrohrdichtung nach dem dritten Aspekt der
Erfindung die Weite des Verbrennungsgas-Strömungskanals in der Gasturbinen-Endrohrdichtung,
von einem Querschnitt aus betrachtet, der die Mittelachslinie desselben
einschließt,
kleiner ist als die Weite eines Verbrennungsgas-Strömungskanals,
der zwischen der Außenfläche des
inneren Deckrings und einer Innenfläche des äußeren Deckrings gebildet ist;
der Verbrennungsgas-Strömungskanal
ist mit geneigten Oberflächen
versehen, die einen sich allmählich
verbreiternden Durchmesser zu der Leitschaufel der ersten Reihe
zumindest in dem stromabseitigen Endabschnitt aufweisen.
Gemäß der Gasturbinen-Endrohrdichtung nach
dem vierten Aspekt der Erfindung wird die gleiche Wirkung wie bei
der nach dem ersten Aspekt der Erfindung erhalten. D.h., das Verbrennungsgas,
das von dem Verbrennungsgas-Strömungskanal
in der Gasturbinen-Endrohrdichtung in den Verbrennungsgas-Strömungskanal
in der Leitschaufel der ersten Reihe strömt, wird durch die Kante bzw.
den Rand des stromaufseitigen Endes des inneren Deckrings sowie
des äußeren Deckrings
nicht blockiert und bildet keine Wirbelströmung. Außerdem ist es möglich, das
Auftreten einer Wirbelströmung
aufgrund einer rapiden schrittweisen Änderung der Weite des Verbrennungsgas-Strömungskanals
zu verhindern, wenn das Verbrennungsgas von der Gasturbinen-Endrohrdichtung
in den Verbrennungsgas-Strömungskanal
in der Leitschaufel der ersten Reihe strömt.
Eine Gasturbine nach einem fünften Aspekt der
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Gasturbine mit
einem Kompressor und einem Kombustor die Gasturbinen-Endrohrdichtung
nach dem ersten oder vierten Aspekt der Erfindung zwischen dem Kombustor
und der Turbine vorgesehen ist.
Gemäß der Gasturbine nach dem fünften Aspekt
der Erfindung wird eine Hauptstrom-Strömung des Verbrennungsgases über der
Gasturbinen-Endrohrdichtung und der Leitschaufel der ersten Reihe gleichmäßig (smooth);
somit ist es möglich,
das Auftreten einer Wirbelströmung
zu verhindern.
Die Gasturbinen-Endrohrdichtung nach
dem ersten Aspekt der Erfindung wendet einen Aufbau an, bei dem
die Weite des Verbrennungsgas-Strömungskanals in der Gasturbinen-Endrohrdichtung
kleiner ist als die Weite des Verbrennungsgas-Strömungskanals,
der zwischen dem inneren Deckring und dem äußeren Deckring gebildet ist,
wobei die geneigten Oberflächen
mit einem sich allmählich
zu der Leitschaufel der ersten Reihe verbreiternden Querschnitt zumindest
in dem stromabseitigem Endabschnitt vorgesehen sind. Da aufgrund
eines solchen Aufbaus die Hauptströmung des Verbrennungsgases
F über der
Gasturbinen-Endrohrdichtung und der Leitschaufel der ersten Reihe
gleichmäßig wird,
ist es möglich, das
Auftreten der Wirbelströmung
zu verhindern. Daher ist es möglich,
zu verhindern, dass der äußere Deckring
und der innere Deckring in der Leitschaufel der ersten Reihe durch
Hitze beschädigt
werden und verschleißen.
Die Gasturbinen-Endrohrdichtung nach
dem zweiten Aspekt der Erfindung wendet einen Aufbau an, bei dem
der stromabseitige Endabschnitt mit einem Auslass die stromaufseitige
Außenfläche des
inneren Deckrings sowie die stromaufseitige Innenfläche des äußeren Deckrings
bedeckt. Gemäß einem solchen
Aufbau ist es möglich,
eine stromaufseitige Außenfläche 22a und
eine stromaufseitige Innenfläche 23a vor
dem Hochtemperatur-Verbrennungsgas zu schützen. Außerdem kann jeder Auslass der
Kühlluft
näher an
der stromaufseitigen Außenfläche 22a und
der stromaufseitigen Innenfläche 23a angeordnet
werden. Daher ist es möglich,
den stromaufseitigen Abschnitt des inneren Deckrings und des äußeren Deckrings
zuverlässig
zu kühlen;
somit ist es möglich,
ihre Beschädigung
durch Hitze und ihr Verschleißen
zu verhindern.
Die Gasturbinen-Endrohrdichtung nach
dem dritten Aspekt der Erfindung wendet einen Aufbau an, bei dem
mehrere Auslässe
vorgesehen sind, in einem ihre Mittelachslinie einschließenden Querschnitt betrachtet.
Gemäß einem
solchen Aufbau ist es möglich,
das Auftreten einer Wirbelströmung
der Kühlluft in
dem zwischen dem stromabseitigen Endabschnitt der Gasturbinen-Endrohrdichtung
und dem stromaufseitigen Endabschnitt zwischen dem inneren Deckring
und dem äußeren Deckring
zu verhindern. Daher ist es möglich,
die Schicht der stromaufseitigen Außenfläche des inneren Deckrings und
die Schicht der stromaufseitigen Innenfläche des äußeren Deckrings zuverlässig zu
kühlen.
Die Gasturbinen-Endrohrdichtung nach
dem vierten Aspekt der Erfindung wendet einen Aufbau an, bei dem
die Weite des Verbrennungsgas-Strömungskanals kleiner ist als
die Weite des zwischen dem inneren Deckring und dem äußeren Deckring gebildeten
Verbrennungsgas-Strömungskanals,
wobei die geneigten Oberflächen
mit einem sich allmählich
zu der Leitschaufel der ersten Reihe verbreiternden Durchmesser
zumindest in dem stromabseitigen Endabschnitt vorgesehen sind. Gemäß einem
solchen Aufbau ist es möglich,
die gleiche Wirkung zu erzielen wie die nach dem ersten Aspekt der
Erfindung erreichte. D.h., es ist möglich, zu verhindern, dass
der äußere Deckring
und der innere Deckring durch Hitze beschädigt werden und verschleißen.
Die Gasturbine nach dem fünften Aspekt
der Erfindung wendet einen Aufbau an, bei dem die Gasturbinen-Endrohrdichtung
nach dem ersten oder dem vierten Aspekt vorgesehen ist. Dadurch
wird eine Strömung
eines Hauptstroms des Verbrennungsgases über die Gasturbinen-Endrohrdichtung
und die Leitschaufel der ersten Reihe gleichmäßig; somit ist es möglich, das
Auftreten einer Wirbelströmung
zu verhindern. Daher ist es möglich,
eine Beschädigung des äußeren Deckrings
und des inneren Deckrings durch Hitze und deren Verschleiss zu verhindern.
Die Erfindung wird im folgenden anhand
bevorzugter Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen näher
erläutert,
in denen zeigen:
1 eine
Schnittansicht, von einem eine Achslinie des Rotors enthaltenden
Querschnitt aus betrachtet, die ein Beispiel einer Ausführungsform der
Gasturbinen-Endrohrdichtung zeigt, welche in der Gasturbine gemäß der Erfindung
vorgesehen ist,
2 eine
vergrößerte Schnittansicht
zur Darstellung eines Abschnitts B der Gasturbinen-Endrohrdichtung
von 1,
3 eine
vergrößerte Schnittansicht
zur Darstellung einer modifizierten Ausführungsform der in 2 gezeigten Gasturbinen-Endrohrdichtung,
4 eine
Ansicht zur Darstellung eines Hauptabschnitts der Gasturbine mit
der herkömmlichen
Gasturbinen- Endrohrdichtung,
und zur Darstellung der dem Kombustor und der Leitschaufel der ersten
Reihe entsprechenden Relativpositionen, und
5 eine
Schnittansicht eines Abschnitts A der herkömmlichen Gasturbinen-Endrohrdichtung
in 4.
Im folgenden wird eine Ausführungsform
einer die Gasturbinen-Endrohrdichtung gemäß der Erfindung anwendenden
Gasturbine unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Daraus
geht hervor, dass die Erfindung in einer Weiten Vielfalt von Formen
verkörpert
sein kann, von denen sich einige von denjenigen der offenbarten
Ausführungsformen stark
unterscheiden können.
Demzufolge sind die spezifischen strukturellen und funktionalen
Details, die hier offenbart sind, lediglich repräsentativ und schränken den
Schutzumfang der Erfindung nicht ein.
Eine Gasturbine gemäß der Erfindung
ist mit einem Kompressor und einem Kombustor (in den Zeichnungen
nicht dargestellt) versehen. Gemäß einer
solchen Gasturbine wird komprimierte Luft bzw. Druckluft, die in
dem Kompressor komprimiert wird, dem Kombustor zugeführt und
mit einem Brennstoff gemischt, der separat zugeführt wird, um verbrannt zu werden.
Das Verbrennungsgas, das durch eine solche Verbrennung erzeugt wird,
wird der Turbine zugeführt,
um eine Drehantriebskraft in der Turbine zu erzeugen. Innerhalb
dieser Turbine sind mehrere Turbinenschaufeln, die an einem Rotor
umfangsmäßig angebracht
sind, und mehrere Turbinen-Leitschaufeln, die an einem stationären Abschnitt
um den Rotor herum angebracht sind, in der Richtung der Drehachse
des Rotors alternierend angeordnet. Ferner ist ein Verbrennungsgas-Strömungskanal zum
Durchleiten des komprimierten Verbrennungsgases in der Turbine ausgebildet.
Daher dreht das Verbrennungsgas, das von dem Kombustor in den Verbrennungsgas-Strömungskanal
eingeleitet wird, jede Turbinenschaufel und bringt eine Drehkraft
auf den Rotor auf. Die Drehkraft dreht einen Generator (in den Zeichnungen
nicht gezeigt), der mit dem Rotor verbunden ist, um Elektrizität zu erzeugen.
In den 1 und 2 ist eine Gasturbinen-Endrohrdichtung 24 gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
gezeigt, die einen Raum zwischen einem Endrohr 20 des Kombustors
und einem inneren Deckring 22 sowie einem äußeren Deckring 23 in
einer Leitschaufel 21 der ersten Reihe in der Turbine abdichtet,
und die dem inneren Deckring 22 sowie dem äußeren Deckring 23 Kühlluft zuführt. In
der folgenden Erklärung
wird stromauf als die stromaufwärtige
Seite entlang der Strömungsrichtung
des Verbrennungsgases F (die linke Seite in der Zeichnung) angenommen,
und stromab wird als die entgegengesetzte Richtung (die rechte Seite
in der Zeichnung) angenommen .
Wie in den Zeichnungen gezeigt ist,
ist eine Breite bzw. Weite w1 des Verbrennungsgas-Strömungskanals
(nachstehend Endrohrdichtungs-Gasströmungskanal 25 bezeichnet),
der in der Gasturbinen-Endrohrdichtung 24 gemäß der vorliegenden Ausführungsform
ausgebildet ist, kleiner als eine Breite bzw. Weite w2 eines Verbrennungsgas-Strömungskanals
(nachstehend als Leitschaufel-Gasströmungskanal 26 bezeichnet),
der zwischen der Außenfläche 22a des
inneren Deckrings 22 und der Innenfläche 23a des äußeren Deckrings 23 ausgebildet
ist.
In einem Querschnitt betrachtet,
der die Mittelachslinie der Gasturbinen-Endrohrdichtung 24 enthältt, ist
der Endrohrdichtungs-Gas-Strömungskanal 25 durch
ein Paar paralleler Oberflächen 27a gebildet,
die parallel zur Mittelachslinie an dem stromaufseitigen Abschnitt
sind, sowie durch ein Paar geneigter Oberflächen 27b an dem stromabseitigen
Abschnitt, welche an die parallelen Oberflächen 27a anschließen und
einen Querschnitt bilden bzw. aufweisen, der sich allmählich zu
der Leitschaufel 21 der ersten Reihe hin erweitert.
Die Weite w1 gibt den Abstand zwischen
den parallelen Oberflächen 27a an.
Falls der Endrohrdichtungs-Gas-Strömungskanal 25 durch
diese parallelen Oberflächen 27a gebildet
ist, sind in einem Verbindungsabschnitt mit dem Leitschaufel-Gasströmungskanal 26 mit
der Weite w2, die größer ist
als w1, Zwischenräume
oder Spalte in dem Strömungskanal
ausgebildet; somit besteht ein Problem, dass eine Wirbelströmung des
Ver brennungsgases auftritt. Durch Beseitigen solcher Zwischenräume und Anordnen
eines Paars geneigter Oberflächen 27b, durch
die sich der Strömungskanal
allmählich
verbreitert, strömt
das Verbrennungsgas F gleichmäßig von
dem Endrohrdichtungs-Gas-Strömungskanal 25 zu
dem Leitschaufel-Gasströmungskanal 26.
Unter dem Gesichtspunkt der optimalen
Gestaltung ist es vorzuziehen, die parallelen Oberflächen 27a als
einheitliche Oberfläche
mit der stromaufseitigen Außenfläche 22a des
inneren Deckrings 22 und der stromaufseitigen Innenfläche 23a des äußeren Deckrings 23 auszubilden,
statt die geneigten Oberflächen 27b vorzusehen.
Es ist aber in der Tat schwierig, einen solchen Aufbau in einer
solchen optimalen Weise zu gestalten; daher wendet die vorliegende
Ausführungsform
eine Struktur an, bei der die Weite w1 geringfügig kleiner ist als die Weite
w2. Dies liegt daran, dass die Befürchtung besteht, dass das Verbrennungsgas
F mit einem oberen Ende des inneren Deckrings 22 und des äußeren Deckrings 23 kollidieren
könnte
und diese Deckringe durch Hitze beschädigt werden könnten, falls
die Weite w1 größer ist
als die Weite w2.
Ferner bedeckt in der Gasturbinen-Endrohrdichtung 24 gemäß der Erfindung
ein stromabseitiger Endabschnitt 28 mit mehreren Auslässen 28a1 zum Ausstoßen der
Kühlluft
c einen Abschnitt der stromaufseitigen Außenfläche 22a des inneren
Deckrings 22 und der stromaufseitigen Innenfläche des äußeren Deckrings 23.
D.h., der Abstand zwischen der stromaufseitigen
Außenfläche 22a und
der stromaufseitigen Innenfläche 23a nimmt
allmählich
zu der Verbindungsstelle mit der Gasturbinen-Endrohrdichtung 24 hin zu;
somit werden geneigte Oberflächen
gebildet. Ferner überlappt
der stromabseitige Endabschnitt 28 einen Abschnitt der
geneigten Oberfläche
so, dass er einen Teil des Leitschaufel-Gasströmungskanals 26 bedeckt.
Jeder Auslass 28a1 ist ein
Auslass eines Kühllochs 28a,
das parallel zur Mittelachslinie (das heißt der Strömungsrichtung des Verbrennungsgases
F von dem Endrohrdichtungs-Gasströmungskanal 25 zu
dem Leitschaufel-Gasströmungs kanal 26) der
Gasturbinen-Endrohrdichtung 24 ist. Die Auslässe 28a1 sind
mit mehreren Einführlöchern 31 zum Einführen der
Kühlluft
c (einem Luftabzug von dem Kompressor) verbunden, die einem Umfangsraum 30 um
die Gasturbinen-Endrohrdichtung 24 zugeführt wird.
Ferner sind in der Gasturbinen-Endrohrdichtung 24 mehrere
Luftabzugslöcher 32 zum
Einführen der
Kühlluft
c von dem Umfangsraum 30 zu dem stromaufseitigen Endabschnitt
ausgebildet. Die Luftabzugslöcher 32 kommunizieren
mit einem Verbindungsabschnitt zwischen der Gasturbinen-Endrohrdichtung 24 und
dem Endrohr 20; damit ist es möglich, die Schicht bzw. Fläche der
parallelen Oberflächen 27a und
der geneigten Oberflächen 27b zu
kühlen.
Demzufolge strömt in der Gasturbinen-Endrohrdichtung 24 mit
dem oben erwähnten
Aufbau das Verbrennungsgas F von dem Endrohr 20 über den Endrohrdichtungs-Gas-Strömungskanal 25 zu
dem Leitschaufel-Gasströmungskanal 26.
Indem die Weite w1 kleiner gestaltet wird als die Weite w2, wird
die Strömung
des Verbrennungsgases F nicht durch die Kante des stromaufseitigen
Endes des inneren Deckrings 22 und des äußeren Deckrings 23 blockiert
bzw. gestört,
wenn das Verbrennungsgas F von dem Endrohrdichtungs-Gas-Strömungskanal 25 in
den Leitschaufel-Gasströmungskanal 26 strömt; somit kommt
es zu keiner Wirbelströmung.
Außerdem
ist der Endrohrdichtungs-Gas-Strömungskanal 25 mit einem
Paar geneigter Oberflächen 27b mit
einem Querschnitt, der sich allmählich
zu der Leitschaufel 21 der ersten Reihe hin erweitert,
versehen; daher ist es möglich,
eine Wirbelströmung
zu verhindern, die durch eine schnelle schrittweise Änderung
der Weite des Strömungskanals
verursacht wird, wenn das Verbrennungsgas F von dem Endrohrdichtungs-Gasströmungskanal 25 in
den Leitschaufel-Gasströmungskanal 26 strömt.
Ferner sind in der Gasturbinen-Endrohrdichtung 24 ein
Abschnitt der stromaufseitigen Außenfläche 22a und ein Abschnitt
der stromaufseitigen Innenfläche 23a von
dem stromabseitigen Endabschnitt 28 bedeckt. Daher ist
es möglich,
zu verhindern, dass die stromaufseitige Außenfläche 22a und die stromaufseitige
Innenfläche 23a mit
dem Hochtemperatur-Verbrennungsgas F in Kontakt kommen, und es ist
möglich,
das jeder Auslass 28a1 näher an der stromaufseitigen
Außenfläche 22a und
der stromaufseitigen Innenfläche 23a angeordnet
werden kann.
Die Kühlluft c in dem Umfangsraum 30 wird in
jedes Einleitloch 31 eingeleitet und zu dem Leitschaufel-Gasströmungskanal 26 von
jedem Auslass 28a1 über
die Kühllöcher 28 ausgestoßen, die
entsprechend jedem der Einführlöcher 31 ausgebildet sind.
Die Kühlluft
c kühlt
die Wand der Gasturbinen-Endrohrdichtung 24 und kühlt auch
die Schicht, welche die stromaufseitige Außenfläche 22a des inneren
Deckrings 22 und die stromaufseitige Innenfläche 23a des äußeren Deckrings 23 bedeckt.
Ferner kühlt die Kühlluft c, die in die Luftabzugslöcher 32 von
dem Umfangsraum 30 eingeleitet wird, die Schicht, welche
die parallelen Oberflächen 27a und
die geneigten Oberflächen 27b bedeckt.
Gemäß der oben erwähnten Gasturbinen-Endrohrdichtung 24 der
vorliegenden Ausführungsform
ist es möglich,
die stromaufseitige Außenfläche 22a und
die stromaufseitige Innenfläche 23a vor
dem Hochtemperatur-Verbrennungsgas F zu schützen. Außerdem kann jeder Auslass 28a1 näher an der
stromaufseitigen Außenfläche 22a und
der stromaufseitigen Innenfläche 23a angeordnet
werden. Daher kann der stromaufseitige Abschnitt des inneren Deckrings 22 und
des äußeren Deckrings 23 zuverlässig gekühlt werden;
somit ist es möglich,
zu verhindern, dass diese Struktur durch Hitze beschädigt wird,
und dass der oben erwähnte
Einsetzabschnitt verschleisst.
In der oben erwähnten Ausführungsform ist ein Auslass 28a1 jeweils
für den
inneren Deckring 22 und den äußeren Deckring 23 ausgebildet,
wenn die Gasturbinen-Endrohrdichtung 24 in einem Querschnitt
(dem in 2 gezeigten
Querschnitt aus) betrachtet wird, der deren Mittelachse enthält. Die
Erfindung kann jedoch in einer Weiten Vielfalt von Formen verkörpert sein,
wie zum Beispiel mit zwei oder drei Auslässen 28a1, wie in 3 gezeigt ist.
Von der Kühlluft c, die von jedem Auslass 28a1 ausgestoßen wird,
gleicht selbst dann, wenn die Kühlluft
c, die dem Verbrennungsgas-Strömungskanal 26 am
nächsten
liegt, eine Wirbelströmung
bildet, die Kühlluft
c, die von den anderen Auslässen 28a1 ausgestoßen wird,
die Wirbelströmung
aus. Daher ist es möglich,
ein Auftreten einer Wirbelströmung
der Kühlluft
c in dem Raum zwischen dem stromabseitigen Endabschnitt 28 der
Gasturbinen-Endrohrdichtung 24 und dem stromaufseitigen Endabschnitt,
der zwischen dem inneren Deckring 22 und dem stromaufseitigen
Endabschnitt des äußeren Deckrings 23 gebildet
ist, zu verhindern. Daher ist es möglich, die Randschicht der
stromaufseitigen Außenfläche 22a und
die Randschicht der stromaufseitigen Innenfläche 23a schnell zu
kühlen.