JP2008128240A

JP2008128240A - Turbine seal guard

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Publication number: JP2008128240A
Application number: JP2007296269A
Authority: JP
Inventors: Sean Feeny; ショーン・フィーニー; Michael Montgomery; マイケル・モンゴメリー; Mark Bowen; マーク・ボウエン; Stephen Swan; スティーブン・スワン; David Caruso; デイヴィッド・カルーソ; Wei-Min Ren; ウェイ−ミン・レン; Michael Hamlin; マイケル・ハムリン; Jeffrey Simkins; ジェフリー・シムキンズ
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2006-11-16
Filing date: 2007-11-15
Publication date: 2008-06-05
Also published as: RU2007142281A; US20080118350A1; FR2908815A1; DE102007054926A1

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an improved system for blocking solid particulate impurities, moving through a flow passage, from seals or other components. <P>SOLUTION: A seal guard in a turbine comprises: a plurality of nozzles 12 mutually spaced in a circumferential direction; a plurality of turbine blades 14 mutually spaced in a circumferential direction including a blade cover 20; and an opening 38 defined by a trailing edge of the nozzle 12 and a leading edge of the blade cover 20. The seal guard includes: an upstream axial fin 52 disposed to the trailing edge of the nozzle 12 and extended downstream to cross at least a part of the opening 38; or a downstream axial fin 58 disposed to the leading edge of the blade cover 20 and extended upstream to cross at least a part of the opening 38. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、一般に、タービン構成要素を固体粒子の浸食及び堆積から保護するシステムに関する。特に、本発明は、タービンシール構成要素から固体粒子を排除するためのシールガードを提供するシステムに関するが、そのようなシステムに限定されない。 The present invention generally relates to a system for protecting turbine components from erosion and deposition of solid particles. In particular, the present invention relates to a system that provides a seal guard for removing solid particles from turbine seal components, but is not limited to such a system.

蒸気タービン及び／又はガスタービンは、二次漏れを最小限に抑えるために、一般に静止部品と回転部品との間で環状シールを利用する。そのような漏れを防止又は減少することにより、排気流れはより大きな割合でタービンブレードへ強制的に流されるため、タービンの効率を最大限にできる。しかし、作業流体の中には不純物又は固体粒子が存在する場合が多い。一般に、固体粒子はタービンのダイアフラム段を通過する間に（すなわち、静止ノズルブレードに沿って移動する間に）高速に加速される。そのような高速で移動している固体粒子は浸食や劣化を引き起こし、その結果、環状シールを含めて、固体粒子が接触する下流側タービン構成要素の表面の粗さを増す。浸食に加えて、固体粒子は回転構成要素又は静止構成要素に固着することもあり、それにより、流れ面積を変化させ、摩擦損傷を発生する可能性もある。 Steam turbines and / or gas turbines typically utilize an annular seal between stationary and rotating parts to minimize secondary leakage. By preventing or reducing such leakage, the efficiency of the turbine can be maximized because the exhaust flow is forced to flow to the turbine blades at a greater rate. However, impurities or solid particles are often present in the working fluid. In general, solid particles are accelerated at high speed while passing through the diaphragm stage of the turbine (ie, while moving along a stationary nozzle blade). Such high-speed moving solid particles cause erosion and degradation, resulting in increased surface roughness of downstream turbine components with which the solid particles contact, including the annular seal. In addition to erosion, solid particles can stick to rotating or stationary components, thereby changing the flow area and creating frictional damage.

主蒸気流路内に存在するタービン構成要素は、一般に特殊被覆膜又は機械的硬化処理により保護されている。しかし、環状シールに関連する構成要素は、通常、主蒸気流路内の構成要素より柔らかい材料から製造されており、特殊被覆膜による処理又は機械的硬化処理は実行されない。これは、静止構成要素と回転構成要素との間で摩擦が起こる場合、柔軟な材料が望ましいためである。従って、環状シール構成要素と接触する固体粒子は、浸食及び劣化を引き起こす場合が多い。そのような浸食は、環状シールを形成する互いに重なり合う歯を平坦にするか又は歯の角部を削り取ってしまい、時間の経過に伴って、いずれかの歯の構造の一体性が損なわれれば、性能上の問題、更にはより重大な信頼性の問題に至る可能性もある。固体粒子は環状シールの内部に堆積することもあり、回転部品の回転速度及び静止部品と回転部品との間のシールの許容差を考慮すると、そのような固体粒子の堆積はシールに重大な損傷を与える。そのような状況において、固体粒子は回転面と静止面とを互いに擦り合わせ、環状シールの構造の一体性を損ない且つ／又はシールを形成する互いに重なり合う歯を損傷する。その結果、漏れは増加し、タービン効率は低下するおそれがある。 Turbine components present in the main steam flow path are generally protected by special coatings or mechanical curing processes. However, the components associated with the annular seal are typically manufactured from a softer material than the components in the main steam flow path, and no special coating film treatment or mechanical curing process is performed. This is because a flexible material is desirable when friction occurs between stationary and rotating components. Thus, solid particles in contact with the annular seal component often cause erosion and degradation. Such erosion can flatten overlapping teeth that form an annular seal or scrape off the corners of the teeth, and over time, if the integrity of any tooth structure is compromised, It can lead to performance problems and even more serious reliability problems. Solid particles can accumulate inside the annular seal, and such solid particle deposition can cause serious damage to the seal, considering the rotational speed of the rotating parts and the seal tolerance between stationary and rotating parts. give. In such situations, the solid particles rub against the rotating and stationary surfaces, impairing the integrity of the structure of the annular seal and / or damaging the overlapping teeth that form the seal. As a result, leakage increases and turbine efficiency may decrease.

従って、蒸気タービン及びガスタービンの環状シール並びに他の高感度構成要素は、それらの固体粒子不純物から更に適切に保護されなければならない。従来のシステムは、この未解決の問題に十分に対処していなかった。従って、流路を通って移動する固体粒子不純物からシール及び他の構成要素を遮蔽するための改良されたシステムが必要とされる。 Accordingly, steam turbine and gas turbine annular seals and other sensitive components must be more adequately protected from their solid particulate impurities. Prior systems have not fully addressed this open issue. Accordingly, there is a need for an improved system for shielding seals and other components from solid particle impurities that move through a flow path.

そこで、本出願は、タービンにおける固体粒子浸食を防止するシステムを説明してもよい。タービンは、ブレードカバーと、ノズルの後縁部及びブレードカバーの前縁部により規定される開口部とを含むタービンブレードを含んでもよい。システムは、ノズルの後縁部に配置された上流側軸方向フィン及びブレードカバーの前縁部に配置された下流側軸方向フィンのうち少なくとも一方を含んでもよい。ノズルの後縁部は外側側壁を含んでもよい。 Thus, this application may describe a system for preventing solid particle erosion in a turbine. The turbine may include a turbine blade that includes a blade cover and an opening defined by a trailing edge of the nozzle and a leading edge of the blade cover. The system may include at least one of an upstream axial fin disposed at the rear edge of the nozzle and a downstream axial fin disposed at the front edge of the blade cover. The trailing edge of the nozzle may include an outer sidewall.

いくつかの実施形態においては、上流側軸方向フィンは、外側側壁から下流側方向に突出するフィンを含んでもよい。上流側軸方向フィンは、ほぼ連続して周囲方向に延出してもよい。他の実施形態においては、上流側軸方向フィンは、開口部の少なくとも一部を横断するように軸方向に延出するフィンを含んでもよい。 In some embodiments, the upstream axial fin may include a fin that protrudes downstream from the outer sidewall. The upstream axial fins may extend substantially continuously in the circumferential direction. In other embodiments, the upstream axial fins may include fins that extend axially across at least a portion of the opening.

いくつかの実施形態においては、下流側軸方向フィンは、ブレードカバーから上流側方向に突出するフィンを含んでもよい。下流側軸方向フィンは、開口部の少なくとも一部を横断するように軸方向に延出するフィンを更に含んでもよい。下流側軸方向フィンは、ほぼ連続して周囲方向に延出してもよい。 In some embodiments, the downstream axial fins may include fins that protrude upstream from the blade cover. The downstream axial fin may further include a fin extending axially across at least a portion of the opening. The downstream axial fins may extend substantially continuously in the circumferential direction.

いくつかの実施形態においては、システムは上流側軸方向フィン及び下流側軸方向フィンの双方を含んでもよい。上流側軸方向フィン及び下流側軸方向フィンは、ほぼ同一の半径方向位置を有し、開口部の軸方向距離にわたって実質的に延出してもよい。他の実施形態においては、下流側軸方向フィンは上流側軸方向フィンより半径方向外側へわずかに偏った位置に配置されてもよい。下流側軸方向フィン及び上流側軸方向フィンは、軸方向に互いに重なり合ってもよい。 In some embodiments, the system may include both upstream axial fins and downstream axial fins. The upstream axial fin and the downstream axial fin may have substantially the same radial position and extend substantially over the axial distance of the opening. In other embodiments, the downstream axial fins may be positioned slightly offset radially outward from the upstream axial fins. The downstream axial fin and the upstream axial fin may overlap each other in the axial direction.

上流側軸方向フィンは外側側壁の一体の一部であってもよい。いくつかの実施形態においては、上流側軸方向フィンは、溶接又はピーニングにより外側側壁に装着されてもよい。 The upstream axial fin may be an integral part of the outer sidewall. In some embodiments, the upstream axial fin may be attached to the outer sidewall by welding or peening.

システムは、ブレードカバーの前縁部に配置された下流側溝を更に含んでもよい。上流側軸方向フィンは開口部を覆うように延出し、下流側溝の内部で終端してもよい。他の実施形態においては、システムは、ノズルの後縁部に配置された上流側溝を更に含んでもよい。下流側軸方向フィンは開口部を覆うように延出し、上流側溝の内部で終端してもよい。 The system may further include a downstream groove disposed at the leading edge of the blade cover. The upstream axial fin may extend so as to cover the opening and terminate inside the downstream groove. In other embodiments, the system may further include an upstream groove located at the trailing edge of the nozzle. The downstream axial fin may extend so as to cover the opening, and may terminate inside the upstream groove.

本出願は、周囲方向に互いに離間して配置された複数のノズルと、各々がブレードカバーを含む周囲方向に互いに離間して配置された複数のタービンブレードと、ノズルの後縁部及びブレードカバーの前縁部により規定された開口部とを含むタービンにおけるシールガードを更に説明してもよい。シールガードは、ノズルの後縁部に配置され且つ開口部の少なくとも一部を横断するように下流側方向に延出する上流側軸方向フィン、又はブレードカバーの前縁部に配置され且つ開口部の少なくとも一部を横断するように上流側方向に延出する下流側軸方向フィンを含んでもよい。いくつかの実施形態においては、システムは上流側軸方向フィン及び下流側軸方向フィンの双方を含んでもよく、上流側軸方向フィン及び下流側軸方向フィンは、ほぼ同一の半径方向位置を有し、開口部の軸方向距離にわたって実質的に延出してもよい。他の実施形態においては、下流側軸方向フィンは上流側軸方向フィンより半径方向外側へわずかに偏った位置に配置されてもよく、上流側軸方向フィン及び下流側軸方向フィンは軸方向に互いに重なり合ってもよい。 The present application relates to a plurality of nozzles spaced apart from one another in the circumferential direction, a plurality of turbine blades spaced apart from one another in the circumferential direction, each including a blade cover, a trailing edge of the nozzle and a blade cover A seal guard in a turbine including an opening defined by a leading edge may be further described. The seal guard is disposed at the rear edge of the nozzle and extends in the downstream direction so as to cross at least a part of the opening, or the opening guard is disposed at the front edge of the blade cover. A downstream axial fin extending in the upstream direction so as to traverse at least a portion thereof. In some embodiments, the system may include both an upstream axial fin and a downstream axial fin, the upstream axial fin and the downstream axial fin having substantially the same radial position. , And may extend substantially over the axial distance of the opening. In other embodiments, the downstream axial fins may be positioned slightly offset radially outward from the upstream axial fins, and the upstream axial fins and the downstream axial fins are axially positioned. They may overlap each other.

いくつかの実施形態においては、システムは、ブレードカバーの前縁部に配置された下流側溝を含んでもよい。上流側軸方向フィンは開口部を覆うように延出し、下流側溝の内部で終端してもよい。他の実施形態においては、システムは、ノズルの後縁部に配置された上流側溝を含んでもよい。下流側軸方向フィンは開口部を覆うように延出し、上流側溝の内部で終端してもよい。 In some embodiments, the system may include a downstream groove disposed at the leading edge of the blade cover. The upstream axial fin may extend so as to cover the opening and terminate inside the downstream groove. In other embodiments, the system may include an upstream groove disposed at the trailing edge of the nozzle. The downstream axial fin may extend so as to cover the opening, and may terminate inside the upstream groove.

本出願の上記の特徴及びその他の特徴は、添付の図面と関連する以下の好適な実施形態の詳細な説明及び添付の特許請求の範囲を検討することにより明らかになるであろう。 These and other features of the present application will become apparent upon review of the following detailed description of the preferred embodiments and the appended claims, taken in conjunction with the accompanying drawings.

そこで図面を参照すると、いくつかの図を通して、種々の図中符号は同様の部分を表す。図１は、本出願の一実施形態が動作してもよい周囲環境の一例、すなわちタービン段１０の横断面図を示す。タービン段１０は、蒸気タービン又はガスタービン、あるいは他の種類のターボ機械の内部における１つの段であってもよい。タービン段１０は周囲方向に互いに離間して配置された複数のノズル１２を含んでもよい。ノズル１２は、周囲方向に互いに離間して配置された複数のタービンブレード１４へ作業流体の流れを搬送する静止構成要素であってもよい。タービンブレード１４は、ベース１８から延出するエーロフォイル１６を含んでもよい。動作中、エーロフォイル１６の構成及び作業流体の流れによって、タービンブレード１４が回転翼（図示せず）に関して回転し、それにより、作業流体の流れのエネルギーが機械的エネルギーに変換されるように、タービンブレード１４のベース１８は回転翼に結合してもよい。 Referring now to the drawings, wherein like numerals represent like parts throughout the several views. FIG. 1 illustrates an example of an ambient environment in which an embodiment of the present application may operate, ie, a cross-sectional view of a turbine stage 10. The turbine stage 10 may be a stage within a steam turbine or gas turbine, or other type of turbomachine. The turbine stage 10 may include a plurality of nozzles 12 that are spaced apart from each other in the circumferential direction. The nozzle 12 may be a stationary component that conveys the flow of working fluid to a plurality of turbine blades 14 that are spaced apart from each other in the circumferential direction. The turbine blade 14 may include an airfoil 16 that extends from the base 18. In operation, the configuration of the airfoil 16 and the working fluid flow cause the turbine blade 14 to rotate with respect to the rotor blades (not shown), thereby converting the working fluid stream energy into mechanical energy. The base 18 of the turbine blade 14 may be coupled to the rotor blades.

エーロフォイル１６の半径方向外側端部において、各タービンブレード１４はブレードカバー２０に結合されてもよい。ブレードカバー２０はタービンブレード１４と一体であってもよいし、あるいは従来の方法に従ってタービンブレード１４に装着されてもよい。一般に、ブレードカバー２０は、エーロフォイル１６の半径方向外側端部にあり、エーロフォイル１６の面に対してほぼ垂直である面又は構造であってもよい。特に、ブレードカバーは、エーロフォイル１６の端部を越えて作業流体が漏れるのを防止してもよい。エーロフォイル１６の端部を越えて漏れ出す作業流体が実行する仕事の量は少なく、その結果、タービンの効率が低下するため、この漏れ防止は有益である。ブレードカバー２０はチップシュラウド又はバケットカバーとしても周知である。各ブレードカバー２０は、隣接するタービンブレード１４のブレードカバー２０に向かって周囲方向に延出してもよい。各ブレードカバー２０は隣接する２つのブレードカバー２０に当接してもよい。このように、ブレードカバー２０はタービンの内部に（分割されてはいるが）ほぼ連続する周囲リングを形成してもよい。別の種類の構成においては、ブレードカバーは複数のタービンブレードにまたがっていてもよい。その場合、先に説明したブレードカバーより大型のブレードカバー（図示せず）は互いに当接して、タービン内部に周囲リングを形成してもよい。ブレードカバー２０の半径方向外側の面２２に、１つ以上のカバー歯２４が配置されてもよい。バーニヤ歯としても周知であるカバー歯２４は、半径方向外側の面２２から半径方向外側に向かって尖った形状である先細突起又は段差突起を含んでもよい。 Each turbine blade 14 may be coupled to a blade cover 20 at the radially outer end of the airfoil 16. The blade cover 20 may be integral with the turbine blade 14 or may be attached to the turbine blade 14 according to conventional methods. In general, the blade cover 20 may be a surface or structure that is at the radially outer end of the airfoil 16 and is substantially perpendicular to the surface of the airfoil 16. In particular, the blade cover may prevent working fluid from leaking beyond the end of the airfoil 16. This leakage prevention is beneficial because the amount of work performed by the working fluid that leaks beyond the end of the airfoil 16 is small, resulting in reduced turbine efficiency. The blade cover 20 is also known as a tip shroud or bucket cover. Each blade cover 20 may extend circumferentially toward the blade cover 20 of an adjacent turbine blade 14. Each blade cover 20 may abut against two adjacent blade covers 20. Thus, the blade cover 20 may form a substantially continuous peripheral ring within the turbine (although it is divided). In another type of configuration, the blade cover may span multiple turbine blades. In that case, blade covers (not shown) larger than the blade cover described above may contact each other to form a peripheral ring inside the turbine. One or more cover teeth 24 may be disposed on the radially outer surface 22 of the blade cover 20. The cover teeth 24, also known as vernier teeth, may include tapered or stepped protrusions that are pointed from the radially outer surface 22 radially outward.

ブレードカバー２０の半径方向外側に、タービン段１０はスピルストリップ２６を更に含んでもよい。スピルストリップ２６は、組立て時にタービン内部にほぼ連続した周囲リングを形成する一連の互いに当接する弓形セグメントを含む静止構成要素であってもよい。スピルストリップ２６の半径方向内側の面２８に、１つ以上のスピルストリップ歯３０が配置されてもよい。スピルストリップ歯３０はバーニヤ型、ハイロー型、連動型又は他の任意の一般に使用されている型のシール歯であってもよく、半径方向内側の面２８から半径方向内側に向かって尖った形状である先細突起又は段差突起を含んでもよい。スピルストリップ歯３０及びカバー歯２４は、それらの歯がブレードカバー２０とスピルストリップ２６との間にシール３４を形成するように配置されてもよい。このシール３４は、環状シール、ハイローシール、連動シール又はバーニヤシールと呼ばれてもよい。特に、スピルストリップ歯３０及びカバー歯２４は、この領域における作業流体の軸方向移動を制限するシールが形成されるように、ブレードカバー２０／スピルストリップ２６の軸方向長さに沿って重なり合う歯又は連動する歯を形成してもよい。スピルストリップ２６はタービンケーシング３４に結合されてもよいし、あるいはタービンケーシング３４と一体であってもよい。タービンケーシング３４は、タービンを取り囲む外側ケーシングを形成してもよい。更に、他の構体においては、スピルストリップ２６はケーシング、ダイアフラムブレード／リング支持体又は下流側ダイアフラム／ブレードリングに装着されてもよい。 Outside the blade cover 20, the turbine stage 10 may further include a spill strip 26. The spill strip 26 may be a stationary component that includes a series of abutting arcuate segments that form a generally continuous peripheral ring within the turbine when assembled. One or more spill strip teeth 30 may be disposed on the radially inner surface 28 of the spill strip 26. The spill strip teeth 30 may be vernier type, high-low type, interlocking type or any other commonly used type of sealing teeth, with a pointed shape radially inward from the radially inner surface 28. A certain taper or step protrusion may be included. The spill strip teeth 30 and the cover teeth 24 may be arranged such that they form a seal 34 between the blade cover 20 and the spill strip 26. The seal 34 may be called an annular seal, a high / low seal, an interlocking seal, or a vernier seal. In particular, the spill strip teeth 30 and the cover teeth 24 may overlap teeth along the axial length of the blade cover 20 / spill strip 26 so that a seal is formed that limits the axial movement of the working fluid in this region. Interlocking teeth may be formed. The spill strip 26 may be coupled to the turbine casing 34 or may be integral with the turbine casing 34. The turbine casing 34 may form an outer casing that surrounds the turbine. Furthermore, in other constructions, the spill strip 26 may be mounted on a casing, diaphragm blade / ring support or downstream diaphragm / blade ring.

ガスタービンにおいては空気であり、蒸気タービンにおいては蒸気である作業流体は、タービン段１０を通って流れてもよい。通常、作業流体はタービンの主流路を通って（すなわち、ノズル１２を通過し、次にエーロフォイル１６を通って）流れる。主流路の流れは図１に矢印３６により示される。従来のタービン構造においては、ノズル１２の外側後縁部とブレードカバー２０の内側前縁部との間に開口部３８が配置される。作業流体は主流路から外れ、開口部３８に流入することもある。そのような流れの方向は図１に矢印４０により示される。開口部３８に流入した作業流体は、その後、スピルストリップ歯３０及びカバー歯２４を含むシール３２と関連する構成要素と接触してもよい。 A working fluid that is air in a gas turbine and steam in a steam turbine may flow through the turbine stage 10. Typically, the working fluid flows through the main flow path of the turbine (ie, through the nozzle 12 and then through the airfoil 16). The flow of the main flow path is indicated by arrows 36 in FIG. In the conventional turbine structure, the opening 38 is disposed between the outer rear edge of the nozzle 12 and the inner front edge of the blade cover 20. The working fluid may escape from the main flow path and flow into the opening 38. Such flow direction is indicated by arrow 40 in FIG. The working fluid that flows into the opening 38 may then contact components associated with the seal 32, including the spill strip teeth 30 and the cover teeth 24.

作業流体には、いくつかの不純物が含まれる場合がある。本明細書中で使用される用語「不純物」は、固体粒子又は他の不純物を含んでもよい。それらの固体粒子は主流路（矢印３６により示される）に流入し、ノズル１２及びエーロフォイル１６などのタービン構成要素と主流路の内部で接触する。前述のように、主流路の構成要素は一般に特殊被覆膜又は機械的硬化処理により保護されているので、固体粒子と接触しても、構成要素の浸食又は劣化は殆ど又は全く起こらない。固体粒子は開口部３８に流入する場合もある。従来のタービン構造においては、開口部３８の軸方向距離（すなわち、ノズル１２の外側後縁部及びブレードカバー２０の内側前縁部により規定される軸方向距離）が相対的に長いため、そのような流入が起こる頻度は高い。 The working fluid may contain some impurities. The term “impurity” as used herein may include solid particles or other impurities. Those solid particles flow into the main flow path (indicated by arrow 36) and contact turbine components such as nozzle 12 and airfoil 16 inside the main flow path. As described above, the components of the main flow path are generally protected by a special coating or mechanical curing process so that little or no erosion or degradation of the components occurs when in contact with solid particles. The solid particles may flow into the opening 38. In the conventional turbine structure, the axial distance of the opening 38 (that is, the axial distance defined by the outer rear edge of the nozzle 12 and the inner front edge of the blade cover 20) is relatively long. Frequent inflows occur frequently.

更に、開口部３８の前縁部の湾曲の度合いは相対的に小さいため、開口部３８に流入する固体粒子を妨げる機能を果たせない。そのような妨害が行われないと、タービンブレード１４の回転速度の作用によって、固体粒子の殆どは開口部３８の中へ押し流されてしまう。特に、従来のタービン構造の場合、タービンブレード１４の回転によって、固体粒子は半径方向外側へ移動し、その結果、開口部３８に侵入する固体粒子の割合は増加する。尚、開口部３８の前縁部（すなわち、ノズル１２の後縁部）は、多くの場合、外側側壁４６構成要素により規定される。一般に、タービンノズル構体は、いくつかの方法を使用して構成できる。第１の方法は、一体に形成された外側側壁４６及び内側側壁４７を有するノズル１２を使用することを含む。外側側壁４６及び内側側壁４７は、外側リング４８と内側リング４９との間にノズル１２を直接溶接するために使用される。この構成のノズルはシングレットノズルと呼ばれることが多い。第２のノズル組立て方法（図示せず）は、バンド／リング構成を使用する。この種の構体においては、ノズルは、まず、約１８０°の角度で広がる内側バンドと外側バンドとの間に溶接される。エーロフォイルが溶接されたそれらの弓形バンドは、次に、タービンの固定子の内側支持リングと外側支持リングとの間に組付けられて溶接される。この第２のノズル組立て方法によれば、開口部３８の前縁部は図示されない外側バンドにより規定されるであろう。第３の組立て方法（図示せず）は１つ以上の大きな材料片を使用し、材料片からノズルが機械加工される。この方法は「ブリング」構成と呼ばれる場合もある。 Furthermore, since the degree of curvature of the front edge portion of the opening 38 is relatively small, the function of preventing the solid particles flowing into the opening 38 cannot be performed. Without such an obstruction, most of the solid particles will be swept into the opening 38 due to the rotational speed of the turbine blade 14. In particular, in the case of a conventional turbine structure, the rotation of the turbine blade 14 causes the solid particles to move radially outward, and as a result, the proportion of solid particles that enter the opening 38 increases. Note that the leading edge of the opening 38 (ie, the trailing edge of the nozzle 12) is often defined by the outer sidewall 46 component. In general, a turbine nozzle assembly can be constructed using several methods. The first method involves using a nozzle 12 having an integrally formed outer side wall 46 and inner side wall 47. The outer side wall 46 and the inner side wall 47 are used to weld the nozzle 12 directly between the outer ring 48 and the inner ring 49. A nozzle with this configuration is often called a singlet nozzle. The second nozzle assembly method (not shown) uses a band / ring configuration. In this type of structure, the nozzle is first welded between an inner band and an outer band that extend at an angle of about 180 °. Those arcuate bands to which the airfoils have been welded are then assembled and welded between the inner and outer support rings of the turbine stator. According to this second nozzle assembly method, the leading edge of the opening 38 will be defined by an outer band not shown. A third assembly method (not shown) uses one or more large pieces of material from which the nozzle is machined. This method is sometimes referred to as a “bring” configuration.

簡潔にするため、本明細書中、開口部３８の前縁部を一般にノズル１２の後縁部と呼び、特に、外側側壁４６の後縁部と呼ぶ。他のノズル構体構成が使用される場合、開口部３８の前縁部は、前述の外側バンド構成要素並びに外側リング４８、ノズル１２及び／又は他の静止構成要素などの他の構成要素により規定されてもよいことが当業者により認識されるであろう。従って、本明細書中でノズル１２又は外側側壁４６の後縁部というとき、それは他の種類のノズル構体構成において開口部３８の前縁部を規定するそれらの他の構成要素も含むものとする。 For simplicity, the front edge of the opening 38 is generally referred to herein as the rear edge of the nozzle 12, and in particular, the rear edge of the outer sidewall 46. If other nozzle assembly configurations are used, the leading edge of the opening 38 is defined by the outer band components described above and other components such as the outer ring 48, nozzle 12 and / or other stationary components. It will be appreciated by those skilled in the art that this may be possible. Accordingly, when referred to herein as the trailing edge of the nozzle 12 or outer sidewall 46, it is intended to include those other components that define the leading edge of the opening 38 in other types of nozzle assembly configurations.

開口部３８において、カバー歯２４又はスピルストリップ歯３０のように、通常は柔らかい材料から製造され、特殊被覆膜又は機械的硬化処理によって処理されていない構成要素と固体粒子が接触する。多くの場合、シール３２のそれらの構成要素と接触した固体粒子は浸食を発生させる。時間の経過に伴って、浸食はカバー歯２４及び／又はスピルストリップ歯３０に重大な損傷を与え、その結果、シール３２の性能は悪影響を受け、漏れが増加する。すなわち、歯が摩耗し、カバー歯２４又はスピルストリップ歯３０の間の重なり合いが減少又は破壊されると、更に多くの量の作業流体がシール３２を抜けて漏れ出す可能性がある。当然、シールを通過する作業流体からはエネルギーが抽出されないため、タービンの効率は低下する。 In the opening 38, the solid particles come into contact with components, such as the cover teeth 24 or spill strip teeth 30, which are usually made of a soft material and have not been treated by a special coating film or mechanical hardening process. In many cases, solid particles in contact with those components of the seal 32 cause erosion. Over time, erosion can seriously damage the cover teeth 24 and / or spill strip teeth 30 so that the performance of the seal 32 is adversely affected and leakage increases. That is, as the teeth wear and the overlap between cover teeth 24 or spill strip teeth 30 is reduced or broken, a greater amount of working fluid can escape through seal 32 and leak. Naturally, no energy is extracted from the working fluid that passes through the seal, thus reducing the efficiency of the turbine.

次に図２を参照すると、タービン段１０と関連させて、本出願によるシールガード５０の一実施形態が示される。タービン段１０の使用は単なる一例であり、シールガード５０は他のタービン段構成と組合わせて使用されてもよいことが当業者により認識されるであろう。シールガード５０は、ノズル１２の外側側壁４６から軸方向下流側へ突出する上流側軸方向フィン５２を含んでもよい。他の実施形態においては、２つ以上の軸方向フィン５２が設けられてもよい。特に、上流側軸方向フィン５２は、開口部３８を横断するように外側側壁４６から軸方向に突出してもよい。いくつかの実施形態においては、上流側軸方向フィン５２は外側リング４８から突き出てもよい（すなわち、上流側軸方向フィン５２は開口部３８を横断するように外側リング４８から軸方向に突出してもよい）。終端部である上流側軸方向フィン５２の後縁部は、ブレードカバー２０の前縁部にごく近接して配置されてもよい。上流側軸方向フィン５２は開口部３８の軸方向距離の一部又は全てにわたって延出してもよい。いくつかの実施形態においては、図２に示されるように、上流側軸方向フィン５２は先端部５４に向かって先細になっていてもよい。 Referring now to FIG. 2, one embodiment of a seal guard 50 according to the present application is shown in connection with the turbine stage 10. It will be appreciated by those skilled in the art that the use of turbine stage 10 is merely an example and seal guard 50 may be used in combination with other turbine stage configurations. The seal guard 50 may include an upstream axial fin 52 that protrudes axially downstream from the outer side wall 46 of the nozzle 12. In other embodiments, more than one axial fin 52 may be provided. In particular, the upstream axial fin 52 may protrude axially from the outer sidewall 46 across the opening 38. In some embodiments, the upstream axial fin 52 may protrude from the outer ring 48 (ie, the upstream axial fin 52 protrudes axially from the outer ring 48 across the opening 38). Also good). The rear edge of the upstream axial fin 52 that is the terminal end may be disposed very close to the front edge of the blade cover 20. The upstream axial fin 52 may extend over some or all of the axial distance of the opening 38. In some embodiments, the upstream axial fin 52 may taper toward the tip 54 as shown in FIG.

上流側軸方向フィン５２は、タービンの内部でほぼ連続して周囲方向に延出してもよい。すなわち、ノズル構成のいくつかの実施形態においては、隣接するノズル１２の外側側壁４６は当接して、ほぼ連続する周囲リングを形成してもよい。上流側軸方向フィン５２は、タービンの周囲に沿って（分割されてはいるが）連続して延出するように外側側壁４６に形成されてもよい（すなわち、上流側軸方向フィン５２は外側側壁４６の周囲方向全長にわたって形成される）。ノズル構成の他の実施形態においては、外側側壁４６の形状又は外側リング４８の構成の関係上、上流側軸方向フィン５２はタービンの周囲に沿って連続するように延出してもよい。 The upstream axial fins 52 may extend circumferentially substantially continuously within the turbine. That is, in some embodiments of the nozzle configuration, the outer sidewalls 46 of adjacent nozzles 12 may abut to form a substantially continuous peripheral ring. The upstream axial fins 52 may be formed in the outer sidewall 46 so as to extend continuously (although divided) along the perimeter of the turbine (ie, the upstream axial fins 52 are outside). Formed over the entire length of the side wall 46 in the circumferential direction). In other embodiments of the nozzle configuration, the upstream axial fins 52 may extend along the periphery of the turbine due to the shape of the outer sidewall 46 or the configuration of the outer ring 48.

いくつかの実施形態においては、シールガード５０は、ブレードカバー２０から上流側方向に突出する下流側軸方向フィン５８を含んでもよい。他の実施形態においては、２つ以上の下流側軸方向フィン５８が含まれてもよい。特に、下流側軸方向フィン５８は開口部３８を横断するようにブレードカバー２０から軸方向に突出してもよい。下流側軸方向フィン５８は、開口部３８の軸方向距離の一部又はほぼ全てにわたって延出してもよい。いくつかの実施形態においては、図２に示されるように、下流側軸方向フィン５８の端部は先端部６０に向かって先細になっていてもよい。 In some embodiments, the seal guard 50 may include a downstream axial fin 58 that protrudes upstream from the blade cover 20. In other embodiments, two or more downstream axial fins 58 may be included. In particular, the downstream axial fin 58 may protrude axially from the blade cover 20 across the opening 38. The downstream axial fin 58 may extend over some or substantially all of the axial distance of the opening 38. In some embodiments, the end of the downstream axial fin 58 may taper toward the tip 60 as shown in FIG.

下流側軸方向フィン５８は周囲方向にほぼ連続して延出してもよい。すなわち、隣接するタービンブレード１４のブレードカバー２０は当接して、ほぼ連続する周囲リングを形成してもよい。下流側軸方向フィン５８は、タービンの周囲に沿って（分割されてはいるが）連続して延出するようにブレードカバー２０に形成されてもよい（すなわち、下流側軸方向フィン５８はブレードカバー２０の周囲方向全長にわたって形成される）。 The downstream axial fins 58 may extend substantially continuously in the circumferential direction. That is, the blade covers 20 of adjacent turbine blades 14 may abut to form a substantially continuous peripheral ring. The downstream axial fins 58 may be formed in the blade cover 20 so as to extend continuously (although divided) along the periphery of the turbine (ie, the downstream axial fins 58 are blades). Formed over the entire length in the circumferential direction of the cover 20).

いくつかの実施形態においては、上流側軸方向フィン５２及び下流側軸方向フィン５８が開口部３８の軸方向距離をほぼ覆うように、上流側軸方向フィン５２と下流側軸方向フィン５８との組合せが使用されてもよい。他の実施形態においては、図２に示されるように、下流側軸方向フィン５８は上流側軸方向フィン５２より半径方向外側へわずかに偏った位置に配置されてもよい。図示されてはいないが、いくつかの実施形態においては、この配置により、上流側軸方向フィン５２と下流側軸方向フィン５８とは軸方向に互いに重なり合う。 In some embodiments, the upstream axial fin 52 and the downstream axial fin 58 are arranged such that the upstream axial fin 52 and the downstream axial fin 58 substantially cover the axial distance of the opening 38. Combinations may be used. In other embodiments, as shown in FIG. 2, the downstream axial fins 58 may be positioned slightly offset radially outward from the upstream axial fins 52. Although not shown, in some embodiments, this arrangement causes the upstream axial fins 52 and the downstream axial fins 58 to overlap each other in the axial direction.

上流側軸方向フィン５２の形成に際しては、いくつかの方法を使用できる。いくつかの実施形態においては、上流側軸方向フィン５２は、従来の方法により外側側壁４６又は外側リング４８の一体の一部として機械加工されてもよい。前述のように、いくつかのタービンにおいては、開口部３８の上流側縁部は外側バンドにより規定されてもよい。そのような場合、上流側軸方向フィン５２は外側バンドの一体の一部として機械加工されてもよい。上流側軸方向フィン５２は合金鋼（１２‐クロム、ステンレス鋼又は低合金鋼など）から製造されてもよく、炎焼入れ又は他の類似する機械的処理によって機械的に硬化されてもよいが、機械的硬化は不可欠ではない。別の実施形態においては、機械的硬化処理ではなく、流路内の構成要素に通常使用される被覆膜などの被覆膜が上流側軸方向フィン５２に対して使用されてもよい。この機械的硬化処理又は保護被覆膜の形成の目的は、固体粒子による浸食に対する上流側軸方向フィン５２の耐性を向上することである。 Several methods can be used to form the upstream axial fins 52. In some embodiments, the upstream axial fin 52 may be machined as an integral part of the outer sidewall 46 or the outer ring 48 in a conventional manner. As mentioned above, in some turbines, the upstream edge of opening 38 may be defined by an outer band. In such a case, the upstream axial fin 52 may be machined as an integral part of the outer band. The upstream axial fin 52 may be manufactured from alloy steel (such as 12-chrome, stainless steel or low alloy steel) and may be mechanically hardened by flame quenching or other similar mechanical processing, Mechanical curing is not essential. In another embodiment, a coating film, such as a coating film typically used for components in the flow path, may be used for the upstream axial fins 52 rather than a mechanical curing process. The purpose of this mechanical curing process or the formation of a protective coating is to improve the resistance of the upstream axial fin 52 to erosion by solid particles.

図３に示されるように、上流側軸方向フィン５２は外側側壁４６に溶接されてもよい。他の場合（図示せず）には、上流側軸方向フィン５２は外側リング４８に溶接されてもよい。図示されるように、上流側軸方向フィン５２は、そのような構成要素を有さない外側側壁４６に溶接されてもよい。そのような場合、上流側軸方向フィン５２が形成されるように、外側側壁４６の後縁部に長いテーパ形状の部材７０が溶接されてもよい。長いテーパ形状の部材７０の上向き半径方向面に配置された溶接部７２及び長いテーパ形状の部材７０の下部前縁部に配置された溶接部７４が使用されてもよいが、他の溶接構成が使用されてもよいことは当業者により認識されるであろう。そのような実施形態においては、溶接される上流側軸方向フィン５２は外側側壁４６とは異なる材料から製造されてもよい。一般に、外側側壁４６又は外側リング４８の材料より固体粒子による浸食に対する耐性が高いステライト（登録商標）、インコネル（登録商標）、あるいは他の類似する合金又は材料が使用されてもよい。他の実施形態においては、溶接される上流側軸方向フィン５２は外側側壁４６又は外側リング４８と同一の材料から製造されてもよい。 As shown in FIG. 3, the upstream axial fin 52 may be welded to the outer sidewall 46. In other cases (not shown), the upstream axial fin 52 may be welded to the outer ring 48. As shown, the upstream axial fins 52 may be welded to the outer sidewall 46 that does not have such components. In such a case, a long tapered member 70 may be welded to the rear edge of the outer side wall 46 so that the upstream axial fin 52 is formed. A weld 72 disposed on the upward radial surface of the long tapered member 70 and a weld 74 disposed on the lower leading edge of the long tapered member 70 may be used, although other weld configurations may be used. One skilled in the art will recognize that it may be used. In such embodiments, the welded upstream axial fin 52 may be made from a different material than the outer sidewall 46. In general, Stellite®, Inconel®, or other similar alloys or materials may be used that are more resistant to erosion by solid particles than the material of outer sidewall 46 or outer ring 48. In other embodiments, the upstream axial fin 52 to be welded may be manufactured from the same material as the outer sidewall 46 or the outer ring 48.

図４に示されるように、上流側軸方向フィン５２は、機械的結合により又は構成要素を所定の場所にピーニングすることにより外側側壁４６に装着されてもよく、他の場合（図示せず）には、外側リング４８に装着されてもよい。本実施形態においては、上流側軸方向フィン５２を形成するために、テーパ形状又は矩形の部材８０が使用されてもよい。矩形の部材８０は一端部にダブテール又はフック８２を含んでもよいが、機械的結合又はピーニングを可能にする他の構成を含んでもよい。装着中、フック８２は外側側壁４６のダブテール又は溝８４に挿入されてもよい。当該技術において周知であるように、その後、外側側壁４６が変形され、フック８２が溝８４の中に機械的に係止されるように、外側側壁４６は溝８６に隣接する場所でピーニングされてもよい。外側側壁４６又は外側リング４８は、ピーニング工程の機械的変形を助ける小さな二次溝（図示せず）を更に含んでもよい。 As shown in FIG. 4, the upstream axial fins 52 may be attached to the outer sidewall 46 by mechanical coupling or by peening the components in place, otherwise (not shown). May be attached to the outer ring 48. In the present embodiment, a tapered or rectangular member 80 may be used to form the upstream axial fin 52. Rectangular member 80 may include a dovetail or hook 82 at one end, but may include other configurations that allow for mechanical coupling or peening. During mounting, the hook 82 may be inserted into the dovetail or groove 84 of the outer side wall 46. As is well known in the art, the outer sidewall 46 is then peened at a location adjacent to the groove 86 so that the outer sidewall 46 is deformed and the hook 82 is mechanically locked into the groove 84. Also good. The outer sidewall 46 or the outer ring 48 may further include small secondary grooves (not shown) that aid in mechanical deformation of the peening process.

上流側軸方向フィン５２の所定の場所への機械的結合又はピーニングを採用する場合、上流側軸方向フィン５２は外側側壁４６又は外側リング４８の材料とは異なる材料から製造されてもよい。一般に外側側壁４６又は外側リング４８の材料より固体粒子による浸食に対する耐性が高いステライト、インコネル、あるいは他の類似する合金又は材料が使用されてもよい。他の実施形態においては、機械的に結合される又はピーニングされる上流側軸方向フィン５２は、外側側壁４６又は外側リング４８と同一の材料から製造されてもよい。更に、機械的結合又はピーニングによって上流側軸方向フィン５２を装着することにより、既存の外側側壁４６又は外側リング４８（あるいは開口部３８の上流側縁部を規定する他の構成要素のうち任意の構成要素）に上流側軸方向フィン５２を効率よく後付けできる。このように、固体粒子による著しい浸食が起こっているタービンに、更に深刻な浸食の発生を防止するために、上流側軸方向フィン５２が追加されてもよい。従って、上流側軸方向フィン５２は既存の流路又は新たな流路のいずれに適用されてもよい。 When employing mechanical coupling or peening of the upstream axial fins 52 in place, the upstream axial fins 52 may be manufactured from a material different from the material of the outer sidewall 46 or outer ring 48. Generally, stellite, inconel, or other similar alloys or materials may be used that are more resistant to erosion by solid particles than the material of outer sidewall 46 or outer ring 48. In other embodiments, the mechanically coupled or peened upstream axial fins 52 may be manufactured from the same material as the outer sidewall 46 or the outer ring 48. Further, by attaching the upstream axial fin 52 by mechanical coupling or peening, any existing outer sidewall 46 or outer ring 48 (or any of the other components defining the upstream edge of the opening 38) may be used. The upstream axial fin 52 can be efficiently retrofitted to the component). Thus, upstream axial fins 52 may be added to a turbine that is undergoing significant erosion by solid particles to prevent the occurrence of more severe erosion. Therefore, the upstream axial fin 52 may be applied to either an existing channel or a new channel.

下流側軸方向フィン５８は、上流側軸方向フィン５２に関して先に説明した方法に類似する方法により形成されてもよい。すなわち、下流側軸方向フィン５８はブレードカバー２０の一体の一部として機械加工されてもよいし、あるいは既存のブレードカバー２０に溶接されるか、機械的に結合されるか、又は所定の場所にピーニングされてもよい。下流側軸方向フィン５８は、上流側軸方向フィン５２に関して先に説明した材料と同一の材料から製造されてもよい。 The downstream axial fins 58 may be formed in a manner similar to that described above with respect to the upstream axial fins 52. That is, the downstream axial fins 58 may be machined as an integral part of the blade cover 20, or may be welded, mechanically coupled to the existing blade cover 20, or in place. May be peened. The downstream axial fins 58 may be manufactured from the same materials described above with respect to the upstream axial fins 52.

動作中、シールガード５０は、固体粒子不純物が開口部３８に侵入しないように偏向するためのシールドを形成してもよい。また、固体粒子不純物が開口部３８から運び去られるように、シールガード５０は開口部３８の周囲の流れ特性を変化させてもよい。そのように主流路の内部で偏向又は方向転換された固体粒子不純物はシール３２の構成要素（及びタービンのこの領域にある他のタービン構成要素）と接触できなくなるか又はシール３２の構成要素を浸食できなくなり、タービンの性能が漏れの増加によって悪影響を受けることもなくなる。特に、上流側軸方向フィン５２及び下流側軸方向フィン５８は開口部３８の軸方向の広がりを著しく縮小するため、開口部３８に侵入する固体粒子の数を減少する。更に、上流側軸方向フィン５２及びその先細の先端部５４は、開口部３８に侵入するように固体粒子を招き入れていた開口部３８の前縁部における既存のわずかな湾曲に代えて使用される。 During operation, the seal guard 50 may form a shield for deflecting solid particle impurities from entering the opening 38. Also, the seal guard 50 may change the flow characteristics around the opening 38 so that solid particle impurities are carried away from the opening 38. Solid particle impurities so deflected or redirected within the main flow path cannot contact the seal 32 components (and other turbine components in this region of the turbine) or erode the seal 32 components. And turbine performance is not adversely affected by increased leakage. In particular, the upstream axial fin 52 and the downstream axial fin 58 significantly reduce the axial extent of the opening 38, thereby reducing the number of solid particles that enter the opening 38. In addition, the upstream axial fin 52 and its tapered tip 54 are used in place of the existing slight curvature at the front edge of the opening 38 that has infused solid particles to enter the opening 38. .

いくつかの実施形態においては、上流側軸方向フィン５２は下流側軸方向フィン５８を伴わずに使用されてもよい。そのような実施形態においては、上流側軸方向フィン５２は、開口部３８の大半の部分を覆うように構成されてもよい。更に、図５に示されるように、上流側軸方向フィン５２は下流側溝９０と組合わせて使用されてもよい。下流側溝９０はブレードカバー２０の中に形成された溝又は凹部であってもよい。そのような実施形態においては、上流側軸方向フィン５２は開口部３８を覆い、下流側溝９０の内部で終端してもよい。 In some embodiments, the upstream axial fin 52 may be used without the downstream axial fin 58. In such an embodiment, the upstream axial fin 52 may be configured to cover most of the opening 38. Further, as shown in FIG. 5, the upstream axial fin 52 may be used in combination with the downstream groove 90. The downstream groove 90 may be a groove or a recess formed in the blade cover 20. In such an embodiment, the upstream axial fin 52 may cover the opening 38 and terminate within the downstream groove 90.

同様に、別の実施形態においては、下流側軸方向フィン５８は上流側軸方向フィン５２を伴わずに使用されてもよい。そのような実施形態においては、下流側軸方向フィン５８は、開口部３８の大半の部分を覆うように構成されてもよい。更に、図６に示されるように、下流側軸方向フィン５８は上流側溝９４と組合わせて使用されてもよい。上流側溝９４は外側側壁４６又は外側リング４８の内部に形成された溝又は凹部であってもよい。そのような実施形態においては、下流側軸方向フィン５８は開口部３８を覆い、上流側溝９４の内部で終端してもよい。 Similarly, in another embodiment, the downstream axial fin 58 may be used without the upstream axial fin 52. In such an embodiment, the downstream axial fin 58 may be configured to cover most of the opening 38. Further, as shown in FIG. 6, the downstream axial fin 58 may be used in combination with the upstream groove 94. The upstream groove 94 may be a groove or a recess formed in the outer side wall 46 or the outer ring 48. In such an embodiment, the downstream axial fin 58 may cover the opening 38 and terminate within the upstream groove 94.

他の実施形態においては、図２に示すように、上流側軸方向フィン５２は下流側軸方向フィン５８と重なり合うか又はほぼ重なり合っていてもよい。そのような実施形態においては、下流側軸方向フィン５８は上流側軸方向フィン５２より半径方向外側へわずかに偏った位置に配置されてもよい。そのような実施形態の場合、固体粒子は、シール３２及び関連する構成要素に到達するまでに、必然的に、重なり合っているか又は近接して配置された軸方向フィンの間を縫うように進むことになる。しかし、軸方向フィンの相対的な半径方向位置及び上流側軸方向フィン５２により作業流体に与えられる流れ方向によって、固体粒子がそのような動きをすることはほぼありえない。シール３２に流れ着く固体粒子の数は著しく制限されるため、シール３２及び隣接する構成要素に対する浸食は大幅に減少される。 In other embodiments, as shown in FIG. 2, the upstream axial fins 52 may overlap or substantially overlap the downstream axial fins 58. In such an embodiment, the downstream axial fin 58 may be positioned slightly offset radially outward from the upstream axial fin 52. In such an embodiment, the solid particles inevitably progress to sew between overlapping or closely spaced axial fins before reaching the seal 32 and associated components. become. However, depending on the relative radial position of the axial fins and the flow direction imparted to the working fluid by the upstream axial fins 52, solid particles are unlikely to make such movements. Because the number of solid particles that flow to the seal 32 is significantly limited, erosion to the seal 32 and adjacent components is greatly reduced.

本発明の好適な実施形態の以上の説明から、当業者は改良、変更及び変形を認知するであろう。当該技術に含まれるそのような改良、変更及び変形は添付の特許請求の範囲に含まれることが意図される。更に、以上の説明は本出願の説明された実施形態のみに関連し、添付の特許請求の範囲及びそれと等価のものにより定義される本出願の趣旨の範囲から逸脱せずに数多くの変更及び変形を実施できることは明らかであろう。 From the above description of preferred embodiments of the invention, those skilled in the art will perceive improvements, changes and modifications. Such improvements, changes and modifications within the skill of the art are intended to be covered by the appended claims. Furthermore, the foregoing description relates only to the described embodiments of the present application, and numerous changes and modifications may be made without departing from the scope of the present application as defined by the appended claims and their equivalents. It will be clear that can be implemented.

本出願の一実施形態が動作してもよい周囲環境の一例である従来のタービン段の横断面図を概略的に示した線図である。1 is a diagram schematically illustrating a cross-sectional view of a conventional turbine stage that is an example of an ambient environment in which an embodiment of the present application may operate. FIG. 本出願の一実施形態に従ったシールガードを有するタービン段の横断面図を概略的に示した線図である。1 is a diagram schematically illustrating a cross-sectional view of a turbine stage having a seal guard according to an embodiment of the present application. FIG. 本出願の別の実施形態に従ったシールガードを有するタービン段の横断面図を概略的に示した線図である。FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a cross-sectional view of a turbine stage having a seal guard according to another embodiment of the present application. 本出願の更に別の実施形態に従ったシールガードを有するタービン段の横断面図を概略的に示した線図である。And FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a cross-sectional view of a turbine stage having a seal guard according to yet another embodiment of the present application. 本出願の更に別の実施形態に従ったシールガードを有するタービン段の横断面図を概略的に示した線図である。And FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a cross-sectional view of a turbine stage having a seal guard according to yet another embodiment of the present application. 本出願の更に別の実施形態に従ったシールガードを有するタービン段の横断面図を概略的に示した線図である。And FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a cross-sectional view of a turbine stage having a seal guard according to yet another embodiment of the present application.

符号の説明Explanation of symbols

１０…タービン段、１２…ノズル、１４…タービンブレード、２０…ブレードカバー、３２…シール、３８…開口部、４６…外側側壁、４８…外側リング、５２…上流側軸方向フィン、５８…下流側軸方向フィン、９０…下流側溝、９４…上流側溝 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Turbine stage, 12 ... Nozzle, 14 ... Turbine blade, 20 ... Blade cover, 32 ... Seal, 38 ... Opening, 46 ... Outer side wall, 48 ... Outer ring, 52 ... Upstream axial fin, 58 ... Downstream side Axial fin, 90 ... downstream groove, 94 ... upstream groove

Claims

ブレードカバー（２０）と、ノズル（１２）の後縁部及び前記ブレードカバー（２０）の前縁部により規定された開口部（３８）とを含む複数のタービンブレード（１４）を含むタービンにおける固体粒子浸食を防止するシステムにおいて、前記ノズル（１２）の後縁部に配置された上流側軸方向フィン（５２）及び前記ブレードカバー（２０）の前縁部に配置された下流側軸方向フィン（５８）のうち少なくとも一方を具備するシステム。 A solid in a turbine comprising a blade cover (20) and a plurality of turbine blades (14) including a rear edge of the nozzle (12) and an opening (38) defined by the front edge of the blade cover (20). In a system for preventing particle erosion, an upstream axial fin (52) disposed on a rear edge of the nozzle (12) and a downstream axial fin (52) disposed on a front edge of the blade cover (20). 58).

前記ノズル（１２）の後縁部は外側側壁（４６）を具備する請求項１記載のシステム。 The system of claim 1, wherein the rear edge of the nozzle (12) comprises an outer sidewall (46).

前記上流側軸方向フィン（５２）は、前記外側側壁（４６）から下流側方向に突出するフィンを具備する請求項２記載のシステム。 The system of claim 2, wherein the upstream axial fin (52) comprises a fin projecting downstream from the outer sidewall (46).

前記上流側軸方向フィン（５２）は、前記開口部（３８）の少なくとも一部を横断するように横方向に延出するフィンを具備する請求項１記載のシステム。 The system of any preceding claim, wherein the upstream axial fin (52) comprises a fin extending laterally across at least a portion of the opening (38).

前記下流側軸方向フィン（５８）は、前記ブレードカバー（２０）から上流側方向に突出するフィンを具備する請求項１記載のシステム。 The system of claim 1, wherein the downstream axial fin (58) comprises a fin projecting upstream from the blade cover (20).

前記システムは上流側軸方向フィン（５２）及び下流側軸方向フィン（５８）の双方を含む請求項１記載のシステム。 The system of claim 1, wherein the system includes both an upstream axial fin (52) and a downstream axial fin (58).

前記上流側軸方向フィン（５２）及び前記下流側軸方向フィン（５８）は、ほぼ同一の半径方向位置を有し、前記開口部（３８）の軸方向距離にわたって実質的に延出する請求項６記載のシステム。 The upstream axial fin (52) and the downstream axial fin (58) have substantially the same radial position and extend substantially over the axial distance of the opening (38). 6. The system according to 6.

前記下流側軸方向フィン（５８）は、前記上流側軸方向フィン（５２）より半径方向外側へわずかに偏った位置に配置され；
前記下流側軸方向フィン（５８）と前記上流側軸方向フィン（５２）とは軸方向に互いに重なり合う請求項６記載のシステム。 The downstream axial fin (58) is positioned slightly offset radially outward from the upstream axial fin (52);
The system of claim 6, wherein the downstream axial fin (58) and the upstream axial fin (52) overlap each other in the axial direction.

前記ブレードカバー（２０）の前縁部に配置された下流側溝（９０）を更に具備し；
前記上流側軸方向フィン（５２）は前記開口部（３８）を覆うように延出し、前記下流側溝（９０）の内部で終端する請求項１記載のシステム。 Further comprising a downstream groove (90) disposed at a front edge of the blade cover (20);
The system of claim 1, wherein the upstream axial fin (52) extends to cover the opening (38) and terminates within the downstream groove (90).

前記ノズル（１２）の後縁部に配置された上流側溝（９４）を更に具備し；
前記下流側軸方向フィン（５８）は前記開口部（３８）を覆うように延出し、前記上流側溝（９４）の内部で終端する請求項１記載のシステム。 Further comprising an upstream groove (94) disposed at the rear edge of the nozzle (12);
The system of claim 1, wherein the downstream axial fin (58) extends to cover the opening (38) and terminates within the upstream groove (94).