JP2005090304A - Seal plate structure - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent an air leakage preventing plate installed fixedly at the end of a leaf seal from falling off at the time of assembly and during operation of an engine. <P>SOLUTION: Two or more circumferentially divided leaf seals 8 close a clearance between the casing of a combustor and a turbine stationary blade structure. The leaf seals 8 are slidably fitted to the casing and a pin directed in the axial direction of the turbine stationary blade structure. The air leakage preventing plate 10 is arranged between the leaf seals 8, 8 adjoined each other in a circumferential direction so as to close the clearance 11 formed between the leaf seals 8, 8. One leaf seal 8 side end of the air leakage preventing plate 10 is fixed to the leaf seal 8 by spot welding 12, and also fitted to the pin through a pin hole 10a. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明はシールプレート構造に関するものである。   The present invention relates to a seal plate structure.

ガスタービンエンジンにおいては、燃焼器とタービン静翼構造体との間には、隙間が形成されるため、従来からリーフシールが設けられており、リーフシールを設けた例は図３〜図６に示されている。図中、１はガスタービンの燃焼器２を構成するケーシングであり、ケーシング１の下流側端部には、ケーシング１の径方向外方へ突出するフランジ１ａが形成され、フランジ１ａの径方向外端部には、燃焼ガス流れ方向Ｄ下流側に突出する突出部１ｂが一体的に形成されている。   In a gas turbine engine, since a gap is formed between the combustor and the turbine vane structure, a leaf seal is conventionally provided. Examples of providing a leaf seal are shown in FIGS. It is shown. In the figure, reference numeral 1 denotes a casing constituting a combustor 2 of a gas turbine. A flange 1a protruding radially outward of the casing 1 is formed at the downstream end of the casing 1, and the flange 1a is radially outward. A projecting portion 1b projecting downstream in the combustion gas flow direction D is integrally formed at the end portion.

３は燃焼器２の燃焼ガス流れ方向Ｄ下流側に配置されたタービン静翼構造体であり、タービン静翼構造体３は、ノズルバンド４とノズルバンド４に固設された静翼５を備えている。又、６は燃焼器２とタービン静翼構造体３との間に形成された隙間である。   Reference numeral 3 denotes a turbine stationary blade structure disposed downstream of the combustor 2 in the combustion gas flow direction D. The turbine stationary blade structure 3 includes a nozzle band 4 and a stationary blade 5 fixed to the nozzle band 4. ing. Reference numeral 6 denotes a gap formed between the combustor 2 and the turbine stationary blade structure 3.

ノズルバンド４のケーシング１側端部近傍外周には、断面がＵ字状の溝４ａが形成されていると共に、ノズルバンド４の外周には、溝４ａの縁に近接して、径方向外方へ突出する複数のブラケット７が、円周方向へ間隔を置いて固設されている。   A groove 4a having a U-shaped cross section is formed on the outer periphery of the nozzle band 4 in the vicinity of the casing 1 side end, and the outer periphery of the nozzle band 4 is radially outwardly adjacent to the edge of the groove 4a. A plurality of brackets 7 projecting toward the center are fixed at intervals in the circumferential direction.

又、ケーシング１の突出部１ｂとノズルバンド４に固設したブラケット７との間には、ケーシング１の径方向内方一端部がノズルバンド４に形成した溝４ａ内に位置して溝４ａの縁部に当接し、且つ、ケーシング１の径方向外方他端部がケーシング１の突出部１ｂ先端に当接するようにしたリーフシール８が配設されている。而して、ケーシング１の外側を矢印方向へ送給される空気Ａはリーフシール８によりシールされ、隙間６からタービン静翼構造体３の燃焼ガス通路内に漏洩しないようになっている。   Further, between the protruding portion 1 b of the casing 1 and the bracket 7 fixed to the nozzle band 4, the radially inner one end portion of the casing 1 is located in the groove 4 a formed in the nozzle band 4 and the groove 4 a A leaf seal 8 is provided in contact with the edge and with the radially outer other end of the casing 1 in contact with the tip of the protruding portion 1b of the casing 1. Thus, the air A supplied to the outside of the casing 1 in the direction of the arrow is sealed by the leaf seal 8 so that it does not leak from the gap 6 into the combustion gas passage of the turbine stationary blade structure 3.

リーフシール８はノズルバンド４の円周方向へ複数に分割されて円弧状に形成され、各リーフシール８はリーフシール８の両端部に穿設したピン孔８ａに挿通されたピン９を介して、ブラケット７に支持されている。   The leaf seal 8 is divided into a plurality of portions in the circumferential direction of the nozzle band 4 and formed into an arc shape. Each leaf seal 8 is inserted through pin 9 inserted into pin holes 8 a formed at both ends of the leaf seal 8. It is supported by the bracket 7.

図５、図６に示すように、円周方向へ隣り合うリーフシール８間には、ピン孔８ａに重ならないようにして空気漏洩防止板１０がリーフシール８間の隙間１１を塞ぐよう配設され、空気漏洩防止板１０のリーフシール８円周方向一端側はスポット溶接１２により、一方のリーフシール８の端部に固設され、空気漏洩防止板１０の他方のリーフシール８側の端部は、リーフシール８の円周方向への熱変形に支障なきよう、当該リーフシール８の表面に当接している。   As shown in FIGS. 5 and 6, the air leakage prevention plate 10 is disposed between the leaf seals 8 adjacent in the circumferential direction so as not to overlap the pin hole 8 a so as to block the gap 11 between the leaf seals 8. One end in the circumferential direction of the leaf seal 8 of the air leakage prevention plate 10 is fixed to the end of one leaf seal 8 by spot welding 12, and the other end of the air leakage prevention plate 10 on the other leaf seal 8 side is fixed. Is in contact with the surface of the leaf seal 8 so as not to hinder the thermal deformation of the leaf seal 8 in the circumferential direction.

而して、ケーシング１の外側を送給された冷却空気Ａは、タービン静翼構造体３のノズルバンド４に形成した図示してない孔から静翼５内に流入し、静翼５を冷却して燃焼ガス通路に排出され、燃焼器２からの燃焼ガスＧと共に、下流へ送給される。又、燃焼ガスによりタービンが駆動される。   Thus, the cooling air A fed to the outside of the casing 1 flows into the stationary blade 5 from a hole (not shown) formed in the nozzle band 4 of the turbine stationary blade structure 3 to cool the stationary blade 5. Then, it is discharged into the combustion gas passage and is fed downstream together with the combustion gas G from the combustor 2. Further, the turbine is driven by the combustion gas.

又この際、ケーシング１の外側を送給された冷却空気Ａにより、リーフシール８は圧力を受けて、ピン９の軸線方向へ摺設され、そのケーシング１側に向いた面はケーシング１の突出部１ｂ先端及びノズルバンド４の溝４ａの縁部に当接する。   At this time, the leaf seal 8 receives pressure by the cooling air A fed to the outside of the casing 1 and is slid in the axial direction of the pin 9, and the surface facing the casing 1 side protrudes from the casing 1. It abuts on the tip of the portion 1 b and the edge of the groove 4 a of the nozzle band 4.

このため、ケーシング１とタービン静翼構造体３のノズルバンド４との間の隙間６は、リーフシール８によりシールされた状態となっており、冷却空気Ａが隙間６から燃焼ガス通路に漏洩することを防止することができる。   For this reason, the gap 6 between the casing 1 and the nozzle band 4 of the turbine stationary blade structure 3 is sealed by the leaf seal 8, and the cooling air A leaks from the gap 6 into the combustion gas passage. This can be prevented.

又、円周方向へ隣合うリーフシール８間の隙間１１は空気漏洩防止板１０によりシールされているため、この隙間１１から冷却空気Ａが燃焼ガス通路に漏洩することも防止できる。   Further, since the gap 11 between the leaf seals 8 adjacent to each other in the circumferential direction is sealed by the air leakage prevention plate 10, it is possible to prevent the cooling air A from leaking from the gap 11 into the combustion gas passage.

リーフシール８が円周方向へ熱変形しても、空気漏洩防止板１０のスポット溶接１２を施していないフリー状態の側は、リーフシール８の表面に対し摺動するため、冷却空気Ａの漏洩を確実に防止でき、エンジンの運転には何等支障が生じない。   Even if the leaf seal 8 is thermally deformed in the circumferential direction, the free side where the spot welding 12 of the air leakage prevention plate 10 is not slid slides on the surface of the leaf seal 8, so that the cooling air A leaks. Can be reliably prevented, and there is no problem in engine operation.

一方、ガスタービンのステータシュラウド及びノズルバンドのためのリーフシールとして、特許文献１に示すごときものがある。該リーフシールでは、シールプレートの一端は隣接するシュラウドセグメントをシールするためのオーバラップを含んでいる。
特開２００１−３２３０８４号公報 On the other hand, as a leaf seal for a stator shroud and nozzle band of a gas turbine, there is one as shown in Patent Document 1. In the leaf seal, one end of the seal plate includes an overlap for sealing adjacent shroud segments.
JP 2001-323084 A

図５、図６に示す従来例では、空気漏洩防止板１０は小さく且つスポット溶接１２によりリーフシール８に固定されているだけであるため、組立て時やエンジン運転中の伸びによるリーフシール８に対する干渉で力を受けて脱落する虞がある。又、特許文献１のものにおいても、オーバラップの部分は小片状であり、しかも、リーフシールに対する固設に考慮を払っている旨の記述もないため、図５、図６に示す空気漏洩防止板１０と同様、組立て時やエンジン運転中の伸びによるシールプレートに対する干渉で力を受けて脱落する虞がある。   In the conventional example shown in FIGS. 5 and 6, the air leakage prevention plate 10 is small and is only fixed to the leaf seal 8 by spot welding 12, so that interference with the leaf seal 8 due to elongation during assembly or during engine operation. There is a risk of falling off due to power. Also, in Patent Document 1, since the overlap portion is a small piece, and there is no description that consideration is given to fixing to the leaf seal, the air leakage shown in FIGS. Similar to the prevention plate 10, there is a risk that it will fall off due to interference with the seal plate due to elongation during assembly or during engine operation.

本発明は、斯かる実情に鑑み、リーフシールのようなシールプレートの端部に固設した空気漏洩防止板が組立て時やエンジン運転中に脱落しないようにすることを目的としてなしたものである。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to prevent an air leakage prevention plate fixed to an end portion of a seal plate such as a leaf seal from dropping during assembly or during engine operation. .

請求項１のシールプレート構造は、内部に高温ガス流体が流通し得ると共に軸線方向へ熱変形し得る前後の機器の間に形成された隙間をシールするためのシールプレートを備え、該シールプレートは、円周方向へ複数に分割されると共に、前記機器の軸線方向へ向いた案内体に摺動自在に嵌合されて機器径方向一端側が一方の機器の被当接部に当接し、機器径方向他端側が他方の機器の被当接部に当接するよう構成され、円周方向へ隣合うシールプレート間には、シールプレート間に形成された隙間からの空気の漏洩を防止するために空気漏洩防止板が配設されたシールプレート構造であって、前記空気漏洩防止板の一方のシールプレート側端部は、当該シールプレートに溶接されると共に、シールプレートに形成された案内体挿通孔を介して前記案内体に嵌合されているものである。   The seal plate structure according to claim 1 includes a seal plate for sealing a gap formed between the front and rear devices in which a high-temperature gas fluid can flow and can be thermally deformed in the axial direction. The device is divided into a plurality of pieces in the circumferential direction and is slidably fitted to a guide body oriented in the axial direction of the device so that one end side in the device radial direction comes into contact with a contacted portion of one device, and the device diameter The other end in the direction is configured to come into contact with the contacted part of the other device, and between the adjacent seal plates in the circumferential direction, air is prevented in order to prevent air leakage from a gap formed between the seal plates. A seal plate structure in which a leak prevention plate is provided, wherein one end of the air leak prevention plate on the side of the seal plate is welded to the seal plate and has a guide body insertion hole formed in the seal plate. Through Are those fitted to the guide body.

請求項の２シールプレート構造においては、前記機器は燃焼器及びタービン静翼構造体であり、請求項３のシールプレート構造においては、溶接はスポット溶接であり、請求項４のシールプレート構造においては、空気漏洩防止板の厚さはシールプレートよりも薄く形成されている。   In the two-seal plate structure of claim 4, the equipment is a combustor and a turbine vane structure, in the seal plate structure of claim 3, the welding is spot welding, and in the seal plate structure of claim 4 The thickness of the air leakage prevention plate is thinner than that of the seal plate.

本発明の請求項１〜４記載のシールプレート構造によれば、空気漏洩防止板はシールプレートに対し溶接により固定されると共に、案内体挿通孔を介して案内体に支持されているため、組立て時やエンジン運転中の熱変形によるシールプレートに対する干渉により、空気漏洩防止板に力が作用して万が一、溶接が取れても、空気漏洩防止板は脱落することなく、従って、エンジンの性能に影響を与えることを防止することができ、その結果、エンジンの信頼性が向上し、又、請求項４の場合は、空気漏洩防止板の厚さはシールプレートよりも薄いため、シールプレートに対するなじみが良好で、シールプレート間の隙間のシール性を良好に保持することができる。   According to the seal plate structure of the first to fourth aspects of the present invention, the air leakage prevention plate is fixed to the seal plate by welding and supported by the guide body through the guide body insertion hole. Due to interference with the seal plate due to thermal deformation during operation or during engine operation, the air leak prevention plate will not drop out even if welding is taken, and the engine performance will be affected. As a result, the reliability of the engine is improved, and in the case of claim 4, the thickness of the air leakage prevention plate is thinner than that of the seal plate. It is good, and the sealing performance of the gap between the seal plates can be maintained well.

以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
図１、図２は本発明を実施する形態の一例であって、燃焼器２やタービン静翼構造体３の構成は、図３、図４に示すものと同一である。而して、本図示例の特長とするところは、空気漏洩防止板１０のスポット溶接１２を行う側をリーフシール８のピン孔８ａを覆うまで延長して、空気漏洩防止板１０にピン孔８ａと合致するピン孔１０ａを穿設し、空気漏洩防止板１０をスポット溶接１２によりリーフシール８に固定すると共にピン９によっても支持し得るようにした点である。又、空気漏洩防止板１０の板厚はリーフシール８の板厚よりも薄く、リーフシール８の約１／２の厚さである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 and FIG. 2 are examples of embodiments for carrying out the present invention, and the configurations of the combustor 2 and the turbine vane structure 3 are the same as those shown in FIG. 3 and FIG. Thus, the feature of the illustrated example is that the side on which spot welding 12 of the air leakage prevention plate 10 is performed is extended until it covers the pin hole 8a of the leaf seal 8, and the pin hole 8a is formed in the air leakage prevention plate 10. The pin hole 10a is formed so as to match, and the air leakage prevention plate 10 is fixed to the leaf seal 8 by spot welding 12 and can be supported by the pin 9 as well. The plate thickness of the air leakage prevention plate 10 is smaller than the plate thickness of the leaf seal 8 and is about ½ the thickness of the leaf seal 8.

本図示例によれば、空気漏洩防止板１０はリーフシール８に対しスポット溶接１２により固定されると共に、ピン孔１０ａを介してピン９に支持されているため、組立て時やエンジン運転中の伸びによるリーフシール８に対する干渉により、空気漏洩防止板１０に力が作用して万が一、スポット溶接１２が取れても、空気漏洩防止板１０は脱落することなく、従って、エンジンの性能に影響を与えることを防止することができ、エンジンの信頼性が向上する。   According to the illustrated example, the air leakage prevention plate 10 is fixed to the leaf seal 8 by spot welding 12, and is supported by the pin 9 through the pin hole 10a. Due to the interference with the leaf seal 8 by the force, the air leakage prevention plate 10 is forced to act, and even if the spot weld 12 is removed, the air leakage prevention plate 10 does not fall off, thus affecting the performance of the engine. Can be prevented, and the reliability of the engine is improved.

又、空気漏洩防止板１０の厚さはリーフシール８よりも薄いため、リーフシール８に対するなじみが良好で、隙間１１のシール性を良好に保持することができる。   Further, since the thickness of the air leakage prevention plate 10 is thinner than that of the leaf seal 8, the familiarity with the leaf seal 8 is good, and the sealing performance of the gap 11 can be kept good.

通常の運転時の作動は図３〜図６に示すものと同じであるため、説明は省略する。   Since the operation during normal operation is the same as that shown in FIGS.

なお、本発明のシールプレート構造は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。   It should be noted that the seal plate structure of the present invention is not limited to the illustrated examples described above, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

本発明のシールプレート構造の実施の形態の一例を示す正面図である。It is a front view which shows an example of embodiment of the seal plate structure of this invention. 図１の平面図である。It is a top view of FIG. 燃焼器とタービン静翼構造体との部分の概要を示す一般的な斜視図である。It is a general perspective view which shows the outline | summary of the part of a combustor and a turbine stationary blade structure. 図３のＩＶ−ＩＶ方向矢視図である。It is an IV-IV direction arrow line view of FIG. 図３、図４に示すリーフシールの従来例の正面図である。FIG. 5 is a front view of a conventional example of the leaf seal shown in FIGS. 3 and 4. 図５の平面図である。FIG. 6 is a plan view of FIG. 5.

符号の説明Explanation of symbols

１ｂ 突出部（被当接部）
２ 燃焼器（機器）
３ タービン静翼構造体（機器）
４ａ’ 縁部（被当接部）
５ 静翼
６ 隙間
８ リーフシール（シールプレート）
８ａ ピン孔
９ ピン（案内体）
１０ 空気漏洩防止板
１０ａ ピン孔（案内体挿通孔）
１１ 隙間
１２ スポット溶接(溶接)
Ａ 冷却空気（空気）
Ｇ 燃焼ガス（高温ガス流体） 1b Protruding part (contacted part)
2 Combustor (equipment)
3 Turbine vane structure (equipment)
4a 'edge (contacted part)
5 Stator blade 6 Clearance 8 Leaf seal (seal plate)
8a pin hole 9 pin (guide body)
10 Air leakage prevention plate 10a Pin hole (Guide body insertion hole)
11 Clearance 12 Spot welding (welding)
A Cooling air (air)
G Combustion gas (hot gas fluid)

Claims (4)

内部に高温ガス流体が流通し得ると共に軸線方向へ熱変形し得る前後の機器の間に形成された隙間をシールするためのシールプレートを備え、該シールプレートは、円周方向へ複数に分割されると共に、前記機器の軸線方向へ向いた案内体に摺動自在に嵌合されて機器径方向一端側が一方の機器の被当接部に当接し、機器径方向他端側が他方の機器の被当接部に当接するよう構成され、円周方向へ隣合うシールプレート間には、シールプレート間に形成された隙間からの空気の漏洩を防止するために空気漏洩防止板が配設されたシールプレート構造であって、前記空気漏洩防止板の一方のシールプレート側端部は、当該シールプレートに溶接されると共に、シールプレートに形成された案内体挿通孔を介して前記案内体に嵌合されていることを特徴とするシールプレート構造。   A seal plate is provided for sealing a gap formed between the front and rear devices in which a high-temperature gas fluid can flow and can be thermally deformed in the axial direction. The seal plate is divided into a plurality of portions in the circumferential direction. In addition, the device is slidably fitted to a guide body facing in the axial direction of the device, one end in the device radial direction abuts against a contacted portion of one device, and the other end in the device radial direction is covered with the other device. A seal that is configured to abut against the abutment portion and is provided with an air leakage prevention plate between the seal plates adjacent in the circumferential direction to prevent air leakage from a gap formed between the seal plates. In the plate structure, one end portion of the air leakage prevention plate on the side of the seal plate is welded to the seal plate and fitted into the guide body through a guide body insertion hole formed in the seal plate. What Seal plate structure characterized. 前記機器は燃焼器及びタービン静翼構造体である請求項１記載のシールプレート構造。   The seal plate structure according to claim 1, wherein the device is a combustor and a turbine vane structure. 溶接はスポット溶接である請求項１又は２記載のシールプレート構造。   The seal plate structure according to claim 1 or 2, wherein the welding is spot welding. 空気漏洩防止板の厚さはシールプレートよりも薄い請求項１、２又は３記載のシールプレート構造。   The seal plate structure according to claim 1, wherein the thickness of the air leakage prevention plate is thinner than that of the seal plate.
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