JP7349248B2 - 回転機械、及びシールリング - Google Patents
回転機械、及びシールリング Download PDFInfo
- Publication number
- JP7349248B2 JP7349248B2 JP2019043171A JP2019043171A JP7349248B2 JP 7349248 B2 JP7349248 B2 JP 7349248B2 JP 2019043171 A JP2019043171 A JP 2019043171A JP 2019043171 A JP2019043171 A JP 2019043171A JP 7349248 B2 JP7349248 B2 JP 7349248B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- seal ring
- rotor
- seal
- acoustic
- acoustic space
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/02—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by non-contact sealings, e.g. of labyrinth type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/04—Antivibration arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/26—Antivibration means not restricted to blade form or construction or to blade-to-blade connections or to the use of particular materials
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/28—Arrangement of seals
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/55—Seals
- F05D2240/59—Lamellar seals
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2260/00—Function
- F05D2260/96—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise
- F05D2260/963—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise by Helmholtz resonators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
さらに、上記構成によれば、ステータとしてのシールリング本体の内部に音響空間が形成されている。即ち、連通孔と音響空間とは、シールリング本体の内部でヘルムホルツ共鳴器を形成している。したがって、シールフィン同士の間の部分で作動流体の圧力変動が生じた場合、当該圧力変動によって音響空間内の空気が共鳴する。このとき、音響空間内での圧縮膨張や、主に連通孔での摩擦によって作動流体のエネルギーが消費される。その結果、作動流体の圧力変動を緩和することができる。
加えて、上記構成によれば、径方向に間隔をあけて複数の音響空間が形成されていることから、圧力変動をより一層低減することができる。
通孔は、音響空間とシールフィン同士の間の部分とを連通している。即ち、連通孔と音響空間とは、ヘルムホルツ共鳴器を形成している。したがって、シールフィン同士の間の部分で作動流体の圧力変動が生じた場合、当該圧力変動によって音響空間内の空気が共鳴する。このとき、音響空間内での圧縮膨張や、主に連通孔での摩擦によって作動流体のエネルギーが消費される。その結果、作動流体の圧力変動を緩和することができる。
さらに、上記構成によれば、径方向に間隔をあけて複数の音響空間が形成されていることから、圧力変動をより一層低減することができる。
本発明の第一実施形態について、図1から図4を参照して説明する。本実施形態に係る蒸気タービン100は、軸線O方向に沿って延びる蒸気タービンロータ3(ロータ)と、蒸気タービンロータ3を外周側から覆う蒸気タービンケーシング2(ステータ)と、蒸気タービンロータ3の軸端11を軸線O回りに回転可能に支持するジャーナル軸受4A、及びスラスト軸受4Bと、を備えている。
続いて、本発明の第二実施形態について、図6を参照して説明する。なお、上記の第一実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図6に示すように、本実施形態に係るシールリング2Bでは、リング部61の内部に、径方向に隣接する複数の音響空間V´(第一音響空間V1´,第二音響空間V2´)が形成されている。第一音響空間V1´は、第二音響空間V2´よりも径方向外側に位置している。また、第一音響空間V1´の容積は、第二音響空間V2´の容積よりも大きい。第一音響空間V1´に連通する連通孔H´(第一連通孔H1´)と、第二音響空間V2´に連通する連通孔H´(第二連通孔H2´)とは異なる位置に開口している。具体的には、第一連通孔H1´は、第二連通孔H2´よりも軸線O方向一方側(上流側)に開口している。
次に、本発明の第三実施形態について、図7を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図7に示すように、本実施形態では、連通孔Haにおける一端(外周側開口部81)と他端(内周側開口部82)との周方向における位置が異なっている。これにより、軸線O方向から見て、連通孔Haは径方向に対して傾斜する方向に延びている。
次に、本発明の第四実施形態について、図9を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図9に示すように、本実施形態では、ケーシング本体2Aの内周面に、シールリング2Bを収容する収容凹部Rが形成されている。収容凹部Rは、軸線Oを含む断面視で矩形の断面形状を有している。この収容凹部Rには、上述したシールリング本体60の嵌合部63が嵌合している。これにより、収容凹部R内における軸線O方向を向く一対の面(凹部側面Rs)が、嵌合部63における軸線O方向を向く一対の面(嵌合部側面63S)にそれぞれ摺動可能に当接した状態となっている。
続いて、本発明の第五実施形態について、図10を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図10に示すように、本実施形態では、シールフィン70Bが、ケーシング本体2Aに直接取り付けられている。具体的には、複数(2つ)のシールフィン70Bが、キャビティ50におけるキャビティ底面50Bから動翼シュラウド34に向かって突出するように取り付けられている。
続いて、本発明の第六実施形態について、図11を参照して説明する。なお、上記の各実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図11に示すように、本実施形態では、ケーシング本体2Aの外周面(ケーシング外周面2S)上に、箱体Bが設けられている。この箱体Bの内部には、音響空間Vとしての中空部が形成されている。さらに、音響空間Vは、連通孔Hを通じてシールフィン70B同士の間の部分(シール空間70V)に連通されている。連通孔Hは、ケーシング本体2Aを径方向に貫通している。
上記の各実施形態では、静止体であるステータとしてのケーシング2、及び静翼シュラウド22にシールリング2B、又はシールフィン70Bが設けられている例について説明した。しかしながら、図12に示すように、シールリング2B、又はシールフィン70Bを、回転体であるロータとしての蒸気タービンロータ3や、動翼シュラウド34に設けることも可能である。このような構成によっても、上記の各実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
1 回転軸
2 蒸気タービンケーシング
2A ケーシング本体
2B シールリング
3 蒸気タービンロータ
3A ロータ対向面
4A ジャーナル軸受
4B スラスト軸受
11 軸端
12 蒸気供給管
13 蒸気排出管
20 静翼
21 静翼本体
22 静翼シュラウド
22A 静翼シュラウド内周面
24 静翼台座
24A 台座内周面
30 動翼
31 動翼本体
34 動翼シュラウド
34A シュラウド対向面
34S シュラウド上流面
35 プラットフォーム
50 キャビティ
50B キャビティ底面
50S キャビティ上流面
60 シールリング本体
61 リング部
61A リング部内周面
61B リング部外周面
62 縮小部
62S 縮小部側面
63 嵌合部
63A 嵌合部外周面
63S 嵌合部側面
70 シールフィン
70V シール空間
80 くびれ部
80S くびれ部側面
81,81´ 外周側開口部
82,82´ 内周側開口部
B 箱体
H,H´,Ha,Hb,Hc 連通孔
H1,H1´ 第一連通孔
H2,H2´ 第二連通孔
K 弾性部材
L フタ体
O 軸線
R 収容凹部
Rb 凹部底面
Rs 凹部側面
S 蒸気
V,V´Vc 音響空間
V1,V1´ 第一音響空間
V2,V2´ 第二音響空間
Claims (15)
- 軸線回りに回転するロータと、
該ロータの径方向に対向するステータと、
前記ロータと前記ステータとの一方から他方に向かって径方向に突出して軸線方向に間隔をあけて設けられた複数のシールフィンと、
を備え、
前記ロータと前記ステータとの一方が、
該一方の内部に中空部として形成された音響空間と、
該音響空間と軸線方向に隣り合うシールフィン同士の間の部分とを連通させる連通孔と、
を有し、
前記ステータは、前記軸線を中心とする筒状をなすとともに、内周面に前記複数のシールフィンが設けられたシールリング本体であり、
前記音響空間は、前記シールリング本体の内部に形成され、
前記シールリング本体の内部に、径方向に間隔をあけて複数の前記音響空間が形成され、
複数の前記音響空間は、互いに独立しているとともに径方向の長さが異なる前記連通孔によって、それぞれが前記シールフィン同士の間の部分に連通している回転機械。 - 前記シールリング本体の内部に、周方向に間隔をあけて複数の前記音響空間が形成されている請求項1に記載の回転機械。
- 周方向に隣接する一対の前記音響空間同士の間で容積が異なっている請求項2に記載の回転機械。
- 径方向に隣接する一対の前記音響空間同士の間で容積が異なっている請求項1から3のいずれか一項に記載の回転機械。
- 前記軸線方向から見て、前記連通孔の一端と他端との周方向における位置が異なっている請求項1から4のいずれか一項に記載の回転機械。
- 前記連通孔は、前記軸線方向から見て、径方向に対して傾斜する方向に延びている請求項1から5のいずれか一項に記載の回転機械。
- 前記ステータは、
前記ロータに対向する面に形成され、径方向外側に凹む収容凹部を有するステータ本体と、
少なくとも一部が前記収容凹部に収容され、前記複数のシールフィンを有するシールリングと、
を有し、
前記収容凹部における前記シールリングよりも径方向外側の空間は前記音響空間とされ、
前記シールリングには、該シールリングを貫通するとともに、一端が前記音響空間に連通された前記連通孔が形成されている請求項1に記載の回転機械。 - 前記ロータは、
前記軸線に沿って延びる回転軸と、
該回転軸の外周面上で周方向に配列された複数の動翼と、
を有し、
前記ステータは、
前記回転軸、及び前記動翼を外周側から覆うケーシングを有し、
前記シールフィンは、前記ケーシングにおける前記動翼と径方向に対向する面に設けられ、
前記音響空間は、前記ケーシングの内部に形成されている請求項1に記載の回転機械。 - 前記ロータは、
前記軸線に沿って延びる回転軸と、
該回転軸の外周面上で周方向に配列された複数の動翼と、
を有し、
前記ステータは、
前記回転軸、及び前記動翼を外周側から覆うケーシングを有し、
前記シールフィンは、前記ケーシングにおける前記動翼と径方向に対向する面に設けられ、
前記音響空間は、前記ケーシングの外周側に設けられた箱体である請求項1に記載の回転機械。 - 軸線を中心とする筒状のシールリング本体と、
前記シールリング本体の内周面に径方向内側に向かって突出して前記軸線方向に間隔をあけて設けられた複数のシールフィンと、
前記シールリング本体の内部に中空部として形成された音響空間と、
該音響空間と軸線方向に隣り合うシールフィン同士の間の部分とを連通させる連通孔と、
を有し、
前記シールリング本体の内部に、径方向に間隔をあけて複数の前記音響空間が形成され、
複数の前記音響空間は、互いに独立しているとともに径方向の長さが異なる前記連通孔によって、それぞれが前記シールフィン同士の間の部分に連通しているシールリング。 - 前記シールリング本体の内部に、周方向に間隔をあけて複数の前記音響空間が形成されている請求項10に記載のシールリング。
- 周方向に隣接する一対の前記音響空間同士の間で容積が異なっている請求項11に記載のシールリング。
- 径方向に隣接する一対の前記音響空間同士の間で容積が異なっている請求項10から12のいずれか一項に記載のシールリング。
- 軸線方向から見て、前記連通孔の一端と他端との周方向における位置が異なっている請求項10から13のいずれか一項に記載のシールリング。
- 前記連通孔は、軸線方向から見て、径方向に対して傾斜する方向に延びている請求項10から14のいずれか一項に記載のシールリング。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019043171A JP7349248B2 (ja) | 2019-03-08 | 2019-03-08 | 回転機械、及びシールリング |
CN202080017637.5A CN113508218A (zh) | 2019-03-08 | 2020-01-24 | 旋转机械及密封环 |
US17/433,422 US20220145767A1 (en) | 2019-03-08 | 2020-01-24 | Rotating machine and seal ring |
PCT/JP2020/002441 WO2020183933A1 (ja) | 2019-03-08 | 2020-01-24 | 回転機械、及びシールリング |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019043171A JP7349248B2 (ja) | 2019-03-08 | 2019-03-08 | 回転機械、及びシールリング |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020143661A JP2020143661A (ja) | 2020-09-10 |
JP7349248B2 true JP7349248B2 (ja) | 2023-09-22 |
Family
ID=72353878
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019043171A Active JP7349248B2 (ja) | 2019-03-08 | 2019-03-08 | 回転機械、及びシールリング |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220145767A1 (ja) |
JP (1) | JP7349248B2 (ja) |
CN (1) | CN113508218A (ja) |
WO (1) | WO2020183933A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11867064B1 (en) * | 2022-09-26 | 2024-01-09 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Seal assembly for aircraft engine |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004183943A (ja) | 2002-12-02 | 2004-07-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン燃焼器、及びこれを備えたガスタービン |
US20110020114A1 (en) | 2008-01-24 | 2011-01-27 | Rob Eelman | Seal Assembly |
JP2015183693A (ja) | 2014-03-24 | 2015-10-22 | アルストム テクノロジー リミテッドALSTOM Technology Ltd | 共振チャンバを備える蒸気タービン |
JP2017155705A (ja) | 2016-03-03 | 2017-09-07 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 音響装置、ガスタービン |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1338213A (fr) * | 1961-11-08 | 1963-09-20 | Licentia Gmbh | Système d'étanchéité sans contact pour arbre de turbo-machine |
JPS5892402U (ja) * | 1981-12-16 | 1983-06-22 | 株式会社東芝 | 蒸気タ−ビンロ−タの安定化装置 |
JPS5974309A (ja) * | 1982-10-19 | 1984-04-26 | Toshiba Corp | 蒸気タ−ビン |
EP1568869B1 (en) * | 2002-12-02 | 2016-09-14 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Gas turbine combustor, and gas turbine with the combustor |
JP2012102831A (ja) * | 2010-11-12 | 2012-05-31 | Hitachi Ltd | ラビリンスシール装置、およびそれを用いたターボ機械 |
US10107307B2 (en) * | 2015-04-14 | 2018-10-23 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Gas turbine engine rotor casing treatment |
JP6712873B2 (ja) * | 2016-02-29 | 2020-06-24 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | シール構造及びターボ機械 |
JP6726986B2 (ja) * | 2016-03-02 | 2020-07-22 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | シール装置、回転機械 |
-
2019
- 2019-03-08 JP JP2019043171A patent/JP7349248B2/ja active Active
-
2020
- 2020-01-24 WO PCT/JP2020/002441 patent/WO2020183933A1/ja active Application Filing
- 2020-01-24 US US17/433,422 patent/US20220145767A1/en not_active Abandoned
- 2020-01-24 CN CN202080017637.5A patent/CN113508218A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004183943A (ja) | 2002-12-02 | 2004-07-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン燃焼器、及びこれを備えたガスタービン |
US20110020114A1 (en) | 2008-01-24 | 2011-01-27 | Rob Eelman | Seal Assembly |
JP2015183693A (ja) | 2014-03-24 | 2015-10-22 | アルストム テクノロジー リミテッドALSTOM Technology Ltd | 共振チャンバを備える蒸気タービン |
JP2017155705A (ja) | 2016-03-03 | 2017-09-07 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 音響装置、ガスタービン |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20220145767A1 (en) | 2022-05-12 |
WO2020183933A1 (ja) | 2020-09-17 |
CN113508218A (zh) | 2021-10-15 |
JP2020143661A (ja) | 2020-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101716010B1 (ko) | 터빈 | |
JP6240087B2 (ja) | 回転式機械 | |
EP2354465A2 (en) | Adverse pressure gradient seal mechanism | |
JP6858032B2 (ja) | 軸流回転機械 | |
JP6601677B2 (ja) | シール装置及び回転機械 | |
WO2017150365A1 (ja) | シール構造及びターボ機械 | |
JP7349248B2 (ja) | 回転機械、及びシールリング | |
JP6684842B2 (ja) | タービン動翼及び回転機械 | |
US20110052375A1 (en) | Bearing system for rotor in rotating machines | |
WO2015137393A1 (ja) | シュラウド、動翼体、及び回転機械 | |
KR102509379B1 (ko) | 회전 기계 및 시일 부재 | |
WO2019116983A1 (ja) | 可変静翼、及び圧縮機 | |
JP2013177866A (ja) | ターボ機械 | |
WO2021039531A1 (ja) | 圧縮機、ガスタービン | |
JP7211947B2 (ja) | ポンプシーリング | |
JP6936126B2 (ja) | インペラ、回転機械 | |
JP6670649B2 (ja) | 回転機械翼、回転機械及びダンパ装置 | |
JP7476125B2 (ja) | 遠心回転機械 | |
JP2009215897A (ja) | ガスタービンエンジン | |
JP7351784B2 (ja) | 遠心回転機械 | |
WO2016076374A1 (ja) | タービン用ロータアセンブリ、タービン、及び、動翼 | |
US11927112B2 (en) | Sealing device and rotary machine | |
JP7281991B2 (ja) | シール部材及び回転機械 | |
EP3574237B1 (en) | A shaft sealing assembly in an internal combustion engine | |
JP2024000122A (ja) | 回転機械 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A625 | Written request for application examination (by other person) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625 Effective date: 20211206 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20220124 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221220 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230220 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20230425 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230725 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20230801 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230829 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230911 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7349248 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |