JP2817534B2 - Contact seal mechanism - Google Patents
Contact seal mechanismInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、ガスタービンエンジ
ン等の高温、高圧部位のシール機構に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sealing mechanism for high-temperature, high-pressure parts of a gas turbine engine or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ガスタービンエンジン等には耐熱性に優
れたセラミック部品が用いられており、そのシール機構
には例えば図３に示すものがある。2. Description of the Related Art Ceramic parts having excellent heat resistance are used in gas turbine engines and the like, and the sealing mechanism thereof is, for example, shown in FIG.
【０００３】これは、エンジンのハウジング１の壁面に
ボルト２で締結されたエンジン締結用プレート３と、ス
タックアップ（積木）構造のセラミック部品４に当接す
る耐熱性金属シールプレート５の間に周方向に複数のコ
イルスプリング６を介在し、そのコイルスプリング６の
弾性力によってセラミック部品４を弾性的に締結するも
ので、そのコイルスプリング６の弾性力によって耐熱性
金属シールプレート５をセラミック部品４に押付けるこ
とで、シール面圧を確保し、コンタクトシールするよう
になっている。[0003] This is a circumferential direction between an engine fastening plate 3 fastened to a wall surface of an engine housing 1 with bolts 2 and a heat-resistant metal seal plate 5 which comes into contact with a ceramic component 4 having a stack-up (block) structure. A plurality of coil springs 6 are interposed therebetween, and the ceramic component 4 is elastically fastened by the elastic force of the coil spring 6, and the heat-resistant metal seal plate 5 is pressed against the ceramic component 4 by the elastic force of the coil spring 6. By attaching, the contact surface pressure is secured, and the contact seal is performed.
【０００４】なお、７はコイルスプリング６の位置決め
座金で、プレート３，５に設けられた座ぐり穴に嵌めら
れる。また、８はプレート３，５間をシールする伸縮自
在なベローズである（実開昭６３ー１５４９５９号公報
等参照）。[0004] Reference numeral 7 denotes a positioning washer for the coil spring 6, which is fitted into a counterbore provided in the plates 3, 5. Reference numeral 8 denotes an elastic bellows for sealing between the plates 3 and 5 (see Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-154959, etc.).
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複数の
スプリング６で金属シールプレート５を押付けてシール
する場合、その不均一な面圧分布のために、金属シール
プレート５の剛性を高めても、高温にさらされると、金
属シールプレート５が図３のように熱変形し、洩れを生
じることがある。However, when the metal seal plate 5 is pressed by a plurality of springs 6 to seal it, even if the rigidity of the metal seal plate 5 is increased due to the uneven surface pressure distribution, the high temperature When the metal seal plate 5 is exposed to heat, the metal seal plate 5 may be thermally deformed as shown in FIG.
【０００６】一方、金属シールプレート５の代わりにセ
ラミックプレートを用いても、セラミックではその剛性
のため追従性が悪く、良好なシール性は得られない。On the other hand, even if a ceramic plate is used in place of the metal seal plate 5, ceramic has poor followability due to its rigidity, and good sealability cannot be obtained.
【０００７】この発明は、金属部材とセラミック部材を
併用することで、このような問題点を解決することを目
的としている。An object of the present invention is to solve such a problem by using a metal member and a ceramic member together.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明は、ハウジング
と該ハウジング内にスタックアップされるセラミック部
品との間に、ハウジング側にセラミックリテーナを、セ
ラミック部品側に金属シールプレートをそれぞれ配設
し、セラミックリテーナとハウジングとの間にセラミッ
クリテーナと金属シールプレートをセラミック部品側へ
押圧する複数の弾性体を配設し、金属シールプレートと
ハウジングとの間にこれらを連結シールする伸縮自在な
伸縮部材を配設する。According to the present invention, a ceramic retainer is provided on a housing side and a metal seal plate is provided on a ceramic part side between a housing and ceramic parts stacked up in the housing, respectively. A plurality of elastic members that press the ceramic retainer and the metal seal plate toward the ceramic component are disposed between the ceramic retainer and the housing, and an elastic member that can be connected and sealed between the metal seal plate and the housing is provided with an elastic member. Arrange.
【０００９】[0009]
【作用】金属シールプレートをセラミック部品側に押圧
してシールするが、セラミックリテーナを介して金属シ
ールプレートを押圧するので、金属シールプレートに対
して均一な面圧分布を加えることができ、金属シールプ
レートの熱変形を抑制できる。しかも、金属シールプレ
ートは追従性が良いので、良好なシール状態を確保でき
る。また、金属シールプレートとハウジングとの間にこ
れらを連結する伸縮自在な伸縮部材を配設することで、
弾性体の部分の空間をシールできる。The metal seal plate is pressed against the ceramic component to seal it. Since the metal seal plate is pressed via the ceramic retainer, a uniform surface pressure distribution can be applied to the metal seal plate. Thermal deformation of the plate can be suppressed. In addition, since the metal seal plate has good followability, a good sealing state can be ensured. In addition, by disposing a telescopic member that can expand and contract between the metal seal plate and the housing,
The space of the elastic body can be sealed.
【００１０】[0010]
【実施例】図１は本発明の実施例を示すもので、１０は
ガスタービンエンジンのハウジング、１１はそのハウジ
ング１０内にスタックアップされるセラミック部品で、
セラミック部品１１内にはタービンロータが配設され
る。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, in which 10 is a housing of a gas turbine engine, 11 is a ceramic part stacked up in the housing 10, and FIG.
A turbine rotor is provided in the ceramic component 11.
【００１１】セラミック部品１１は、外側が高圧、ター
ビンロータ下流の内部が低圧となっている。The ceramic component 11 has a high pressure on the outside and a low pressure on the inside downstream of the turbine rotor.
【００１２】そして、ハウジング１０の壁面にボルト１
２で締結されたエンジン締結用プレート１３と、リング
状に形成されたセラミックリテーナ１４との間に、周方
向に等間隔に複数のコイルスプリング１５が位置決め座
金１６を介して配設されると共に、そのセラミックリテ
ーナ１４とセラミック部品１１の支持面（シール面）と
の間に耐熱性の金属シールプレート１７が介在される。Then, the bolt 1 is mounted on the wall of the housing 10.
A plurality of coil springs 15 are arranged at regular intervals in the circumferential direction between the engine fastening plate 13 fastened in Step 2 and the ring-shaped ceramic retainer 14 via the positioning washers 16. A heat-resistant metal seal plate 17 is interposed between the ceramic retainer 14 and the support surface (seal surface) of the ceramic component 11.
【００１３】金属シールプレート１７（材質はインコネ
ル７１８等）は、セラミックリテーナ１４の内周に嵌ま
る基部１８が設けられ、シール部１９は薄肉に形成され
る。The metal seal plate 17 (made of Inconel 718 or the like) has a base 18 fitted on the inner periphery of the ceramic retainer 14, and the seal portion 19 is formed thin.
【００１４】金属シールプレート１７の基部１８には、
ハウジング１０側のエンジン締結用プレート１３との間
に、これらを連結し、シールする伸縮自在な伸縮部材
（ベローズ）２０が配設される。At the base 18 of the metal seal plate 17,
A telescopic member (bellows) 20 is provided between the housing 10 and the engine fastening plate 13 for connecting and sealing them.
【００１５】位置決め座金１６は、断熱性材料であるジ
ルコニア等から形成され、プレート１３，１７に設けら
れた座ぐり穴にセットされる。The positioning washer 16 is formed of a heat insulating material such as zirconia and is set in a counterbore provided in the plates 13 and 17.
【００１６】セラミックリテーナ１４は、コイルスプリ
ング１５の弾性力によって、金属シールプレート１７を
介在させながら、セラミック部品１１の支持面に押圧さ
れ、これによってセラミック部品１１が弾性的に締結さ
れると同時に、コンタクトシールされる。The ceramic retainer 14 is pressed against the support surface of the ceramic component 11 by the elastic force of the coil spring 15 with the metal seal plate 17 interposed therebetween, whereby the ceramic component 11 is elastically fastened. The contact is sealed.
【００１７】セラミック部品１１の他側は、耐熱性の金
属シール材２１を介してハウジング１０の壁面に当接、
支持される。The other side of the ceramic part 11 is in contact with the wall surface of the housing 10 via a heat-resistant metal sealing material 21,
Supported.
【００１８】このように、コイルスプリング１５の弾性
力によって、セラミックリテーナ１４を介し金属シール
プレート１７がセラミック部品１１の支持面に押圧され
ることで、セラミック部品１１が弾性的に締結され、コ
ンタクトシールされる。As described above, the metal seal plate 17 is pressed against the support surface of the ceramic component 11 via the ceramic retainer 14 by the elastic force of the coil spring 15, whereby the ceramic component 11 is elastically fastened and the contact seal is formed. Is done.
【００１９】この際、高温で使用されるため、熱変形が
各部品に発生するが、セラミックリテーナ１４とセラミ
ック部品１１の変形量は金属に比べて非常に少ない。ま
た、金属シールプレート１７のシール部１９を薄肉とし
たので、セラミックリテーナ１４やセラミック部品１１
の熱変形量に柔軟に追従する。At this time, since the components are used at a high temperature, thermal deformation occurs in each component, but the deformation of the ceramic retainer 14 and the ceramic component 11 is much smaller than that of metal. Further, since the sealing portion 19 of the metal seal plate 17 is made thin, the ceramic retainer 14 and the ceramic
Flexibly follows the amount of thermal deformation of
【００２０】このため、金属シールプレート１７に均一
な面圧分布を加えることができ、シール面の平面度が悪
化したとしても、金属シールプレート１７が柔軟に追従
するので、洩れの発生を防止でき、高温、高圧下で的確
にシールできる。For this reason, a uniform surface pressure distribution can be applied to the metal seal plate 17, and even if the flatness of the seal surface deteriorates, the metal seal plate 17 flexibly follows, so that the occurrence of leakage can be prevented. It can seal properly under high temperature and high pressure.
【００２１】この場合、エンジン締結用プレート１３と
金属シールプレート１７の間は、伸縮自在な伸縮部材２
０によって的確にシールできる。In this case, between the engine fastening plate 13 and the metal seal plate 17, the telescopic member 2
0 enables accurate sealing.
【００２２】コイルスプリング１５の位置決め座金１６
を断熱性材料にて形成したので、コイルスプリング１５
に伝わる熱量を低減でき、熱によるコイルスプリング１
５の弾性力の低下を防止できる。Positioning washer 16 of coil spring 15
Is formed of a heat insulating material, the coil spring 15
The amount of heat transferred to the coil spring 1
5 can be prevented from lowering.
【００２３】図２は本発明の他の実施例を示すもので、
耐熱性の金属シールプレート２５を薄肉のシール部を有
する平板部２６と伸縮部材２０に溶接される基部２７と
に分割し、その間にガスケット２８を介在してボルト２
９により締結したものである。FIG. 2 shows another embodiment of the present invention.
The heat-resistant metal seal plate 25 is divided into a flat plate portion 26 having a thin-walled seal portion and a base portion 27 to be welded to the elastic member 20, and a gasket 28 is interposed therebetween to secure the bolt 2.
9 is concluded.
【００２４】このようにすれば、コンタクトシールピー
ス２６が伸縮部材２０の溶接の必要性がないため、コン
タクトシールピース２６の交換が容易となり、消耗部品
点数の削減およびコストの低減が図れる。In this manner, since the contact seal piece 26 does not need to be welded to the elastic member 20, the contact seal piece 26 can be easily replaced, and the number of consumable parts and the cost can be reduced.
【００２５】[0025]
【発明の効果】以上のようにこの発明は、ハウジングと
該ハウジング内にスタックアップされるセラミック部品
との間に、ハウジング側にセラミックリテーナを、セラ
ミック部品側に金属シールプレートをそれぞれ配設し、
セラミックリテーナとハウジングとの間にセラミックリ
テーナと金属シールプレートをセラミック部品側へ押圧
する複数の弾性体を配設し、金属シールプレートとハウ
ジングとの間にこれらを連結シールする伸縮自在な伸縮
部材を配設したので、高温、高圧下で良好なシール状態
を確保でき、信頼性が向上する。As described above, according to the present invention, a ceramic retainer is provided on the housing side and a metal seal plate is provided on the ceramic part side between the housing and the ceramic parts stacked up in the housing.
A plurality of elastic members that press the ceramic retainer and the metal seal plate toward the ceramic component are disposed between the ceramic retainer and the housing, and an elastic member that can be connected and sealed between the metal seal plate and the housing is provided with an elastic member. Since it is arranged, a good sealing state can be secured under high temperature and high pressure, and reliability is improved.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】実施例の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of an embodiment.
【図２】他の実施例の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of another embodiment.
【図３】従来例の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a conventional example.
１０ ハウジング １１ セラミック部品 １３ エンジン締結用プレート １４ セラミックリテーナ １５ コイルスプリング １６ 位置決め座金 １７ 金属シールプレート ２０ 伸縮部材 ２５ 金属シールプレート DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Housing 11 Ceramic part 13 Engine fastening plate 14 Ceramic retainer 15 Coil spring 16 Positioning washer 17 Metal seal plate 20 Telescopic member 25 Metal seal plate
Claims (1)
アップされるセラミック部品との間に、ハウジング側に
セラミックリテーナを、セラミック部品側に金属シール
プレートをそれぞれ配設し、セラミックリテーナとハウ
ジングとの間にセラミックリテーナと金属シールプレー
トをセラミック部品側へ押圧する複数の弾性体を配設
し、金属シールプレートとハウジングとの間にこれらを
連結シールする伸縮自在な伸縮部材を配設したことを特
徴とするコンタクトシール機構。1. A ceramic retainer is provided on a housing side and a metal seal plate is provided on a ceramic component side between a housing and a ceramic component stacked up in the housing, and a ceramic retainer is provided between the ceramic retainer and the housing. A plurality of elastic members are provided for pressing the ceramic retainer and the metal seal plate toward the ceramic component, and a telescopic member is provided between the metal seal plate and the housing to connect and seal these members. Contact seal mechanism.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24229592A JP2817534B2 (en) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | Contact seal mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24229592A JP2817534B2 (en) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | Contact seal mechanism |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0694137A JPH0694137A (en) | 1994-04-05 |
| JP2817534B2 true JP2817534B2 (en) | 1998-10-30 |
Family
ID=17087115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24229592A Expired - Lifetime JP2817534B2 (en) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | Contact seal mechanism |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2817534B2 (en) |
-
1992
- 1992-09-10 JP JP24229592A patent/JP2817534B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0694137A (en) | 1994-04-05 |
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