JPH09242505A - タービン構造 - Google Patents
タービン構造Info
- Publication number
- JPH09242505A JPH09242505A JP5287996A JP5287996A JPH09242505A JP H09242505 A JPH09242505 A JP H09242505A JP 5287996 A JP5287996 A JP 5287996A JP 5287996 A JP5287996 A JP 5287996A JP H09242505 A JPH09242505 A JP H09242505A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diaphragm
- gas turbine
- turbine rotor
- seal ring
- diaphragms
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ガスタービンロータのシール特性を向上し、効
率と信頼性を改善する。 【解決手段】隣接するタービンディスク側面に設けたダ
イアフラムをオーバーラップさせるか、シールリングを
別置することにより、シール機能を確保する。
率と信頼性を改善する。 【解決手段】隣接するタービンディスク側面に設けたダ
イアフラムをオーバーラップさせるか、シールリングを
別置することにより、シール機能を確保する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガスタービンのター
ビンロータ構造に係り、特に、効率と信頼性を向上させ
るシール構造に関する。
ビンロータ構造に係り、特に、効率と信頼性を向上させ
るシール構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンは、それ自体の高温化，高
効率化とともに、排気ガスを利用する蒸気タービンと組
合せた複合発電システムの開発により、近年、電力用，
事業用として急速に普及しつつある。ガスタービンの高
効率化のためには、燃焼温度の高温化とともに、燃焼ガ
スおよび冷却空気等の洩れによる損失を低減することが
重要である。また、燃焼ガスおよび冷却空気等の洩れの
防止は、ロータディスク等の不測の高温化等を防止でき
るため、信頼性の観点から重要である。
効率化とともに、排気ガスを利用する蒸気タービンと組
合せた複合発電システムの開発により、近年、電力用，
事業用として急速に普及しつつある。ガスタービンの高
効率化のためには、燃焼温度の高温化とともに、燃焼ガ
スおよび冷却空気等の洩れによる損失を低減することが
重要である。また、燃焼ガスおよび冷却空気等の洩れの
防止は、ロータディスク等の不測の高温化等を防止でき
るため、信頼性の観点から重要である。
【０００３】このような洩れの防止機構は、ガスタービ
ンの各部位に必要であるが、タービンロータに関する従
来技術は、ダイアフラムを利用した一般的な例がある。
特開昭61−226502号公報には記載の一部としてその具体
例が図面として引用されている。本実施例では、タービ
ンロータの側面にダイアフラムを設け、このダイアフラ
ム外周面とケーシングに嵌合された複数枚の静翼先端に
配設されたシュラウドとの間をラビリンスシール等によ
りシールするため、燃焼ガスもしくは冷却空気の洩れ防
止に効果的である。
ンの各部位に必要であるが、タービンロータに関する従
来技術は、ダイアフラムを利用した一般的な例がある。
特開昭61−226502号公報には記載の一部としてその具体
例が図面として引用されている。本実施例では、タービ
ンロータの側面にダイアフラムを設け、このダイアフラ
ム外周面とケーシングに嵌合された複数枚の静翼先端に
配設されたシュラウドとの間をラビリンスシール等によ
りシールするため、燃焼ガスもしくは冷却空気の洩れ防
止に効果的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来技術はシール構造
として有効であるが、さらに効率を向上させるためには
下記の問題がある。すなわち、ダイアフラムはロータデ
ィスク側面に突起状のリングとして設けられているた
め、ガスタービン運転時には遠心力により外周側に変形
し、隣接するダイアフラム先端間は初期設定値より間隙
が増大する。またこの変形により、ダイアフラム外周面
とシュラウド間の間隙は一定寸法を保てなくなるため、
ラビリンスシールのみでは十分なシールが困難となる可
能性がある。
として有効であるが、さらに効率を向上させるためには
下記の問題がある。すなわち、ダイアフラムはロータデ
ィスク側面に突起状のリングとして設けられているた
め、ガスタービン運転時には遠心力により外周側に変形
し、隣接するダイアフラム先端間は初期設定値より間隙
が増大する。またこの変形により、ダイアフラム外周面
とシュラウド間の間隙は一定寸法を保てなくなるため、
ラビリンスシールのみでは十分なシールが困難となる可
能性がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
には、隣接するダイアフラム先端をオーバーラップさせ
ることにより解決する。もしくは、シールリング等の別
部品を付加することにより解決する。
には、隣接するダイアフラム先端をオーバーラップさせ
ることにより解決する。もしくは、シールリング等の別
部品を付加することにより解決する。
【０００６】本発明によれば、隣接するダイアフラム先
端は組立時に軸方向にオーバーラップする位置関係にあ
るため、遠心力により変形しても互いに接触するか間隙
を微小に保て、シール機能を確保できる。また、シール
リングを設けた場合もシールリングの変形が追随もしく
はダイアフラムの変形を拘束するため、シール機能を確
保できる。
端は組立時に軸方向にオーバーラップする位置関係にあ
るため、遠心力により変形しても互いに接触するか間隙
を微小に保て、シール機能を確保できる。また、シール
リングを設けた場合もシールリングの変形が追随もしく
はダイアフラムの変形を拘束するため、シール機能を確
保できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明のガスタービンロー
タ構造の実施例を図面に基づいて説明する。
タ構造の実施例を図面に基づいて説明する。
【０００８】図１３は従来技術を用いたガスタービンの
タービンロータ構造であり、複数枚のタービン動翼１を
嵌合されたタービンディスク２が、本従来例では３段、
上流側のディスタントピース３，下流側のスタブシャフ
ト４とともに、複数本のスタッキングボルト５により中
心軸から等半径の位置で締結されている。タービン各デ
ィスクにはその両側面もしくは片側面にダイアフラム６
が設けられている。ケーシング７には、タービン動翼１
と交番する配置で、タービン静翼８が嵌合されている。
タービン静翼８の内周側先端には、シュラウド９が嵌合
され、このシュラウド先端にはラビリンスシール１０が
配設されている。本従来例では、ガスパス部１１とター
ビンディスク２間の洩れ防止のためのシール機構は、タ
ービンディスク２に設けられたダイアフラム６外周面と
シュラウド９内周面との間でラビリンスシール１０によ
り機能している。
タービンロータ構造であり、複数枚のタービン動翼１を
嵌合されたタービンディスク２が、本従来例では３段、
上流側のディスタントピース３，下流側のスタブシャフ
ト４とともに、複数本のスタッキングボルト５により中
心軸から等半径の位置で締結されている。タービン各デ
ィスクにはその両側面もしくは片側面にダイアフラム６
が設けられている。ケーシング７には、タービン動翼１
と交番する配置で、タービン静翼８が嵌合されている。
タービン静翼８の内周側先端には、シュラウド９が嵌合
され、このシュラウド先端にはラビリンスシール１０が
配設されている。本従来例では、ガスパス部１１とター
ビンディスク２間の洩れ防止のためのシール機構は、タ
ービンディスク２に設けられたダイアフラム６外周面と
シュラウド９内周面との間でラビリンスシール１０によ
り機能している。
【０００９】この従来の実施例では、ガスタービン起動
に伴い遠心力が作用し、定格運転時には突起状のダイア
フラム６はその先端が外周側に反るように変形する。こ
のためダイアフラム６間には軸方向に間隙が生じる問題
がある。また、ダイアフラム６の変形によりダイアフラ
ム外周面とシュラウド内周面の間隔は一定でなくなるた
め、両者を併せてシール機能を損なう可能性を残してい
る。
に伴い遠心力が作用し、定格運転時には突起状のダイア
フラム６はその先端が外周側に反るように変形する。こ
のためダイアフラム６間には軸方向に間隙が生じる問題
がある。また、ダイアフラム６の変形によりダイアフラ
ム外周面とシュラウド内周面の間隔は一定でなくなるた
め、両者を併せてシール機能を損なう可能性を残してい
る。
【００１０】図１には、この問題を解決するための本発
明の実施例を示す。本実施例では、互いに隣接するダイ
アフラム６の先端はテーパ形状をなし、軸方向にオーバ
ーラップして組み立てられる。このため、ガスタービン
運転時に遠心力によりダイアフラム６が変形しても軸方
向に間隙が生じることはなく、また、内周側に位置する
ダイアフラムの曲げ剛性を外周側に位置するダイアフラ
ムの曲げ剛性より小さくすることにより、遠心力による
変形時に接触によるシールも可能である。
明の実施例を示す。本実施例では、互いに隣接するダイ
アフラム６の先端はテーパ形状をなし、軸方向にオーバ
ーラップして組み立てられる。このため、ガスタービン
運転時に遠心力によりダイアフラム６が変形しても軸方
向に間隙が生じることはなく、また、内周側に位置する
ダイアフラムの曲げ剛性を外周側に位置するダイアフラ
ムの曲げ剛性より小さくすることにより、遠心力による
変形時に接触によるシールも可能である。
【００１１】図２には別の実施例を示すが、本実施例で
はダイアフラム６先端を階段状とすることで、同様の効
果を得ることが可能である。
はダイアフラム６先端を階段状とすることで、同様の効
果を得ることが可能である。
【００１２】図３の実施例では、隣接するダイアフラム
６先端の一方には溝１２を設け、もう一方には突起１３
を設けることにより両者をオーバーラップさせることに
より、遠心力による変形時に接触によるシールを可能と
する。また本発明の構造は遠心力による変形自体を溝１
２と突起１３の拘束により抑制可能である。
６先端の一方には溝１２を設け、もう一方には突起１３
を設けることにより両者をオーバーラップさせることに
より、遠心力による変形時に接触によるシールを可能と
する。また本発明の構造は遠心力による変形自体を溝１
２と突起１３の拘束により抑制可能である。
【００１３】図４には異なる発想に基づく実施例の一つ
を示す。本実施例では、隣接するダイアフラム６の外周
側に、別部品であるシールリング１４を配設し、シール
はシュラウド内周面との、シールリング間で機能させ
る。このため、ダイアフラム６が遠心力により変形して
も、シール機能は変化することがなく、またダイアフラ
ム６の変形もシールリング１４により抑制することが可
能である。
を示す。本実施例では、隣接するダイアフラム６の外周
側に、別部品であるシールリング１４を配設し、シール
はシュラウド内周面との、シールリング間で機能させ
る。このため、ダイアフラム６が遠心力により変形して
も、シール機能は変化することがなく、またダイアフラ
ム６の変形もシールリング１４により抑制することが可
能である。
【００１４】図５にはダイアフラム６外周面に段差を設
け、シールリング１４を配設した実施例を示す。
け、シールリング１４を配設した実施例を示す。
【００１５】図６には隣接するダイアフラム６の内周側
にシールリング１４を配設した実施例であり、遠心力に
よりダイアフラム６先端に軸方向に間隙が生じてもシー
ル機能が損なわれることは少ない。
にシールリング１４を配設した実施例であり、遠心力に
よりダイアフラム６先端に軸方向に間隙が生じてもシー
ル機能が損なわれることは少ない。
【００１６】図７，図８にはダイアフラム６，シールリ
ング１４の先端をテーパ状として構成した実施例を示
す。
ング１４の先端をテーパ状として構成した実施例を示
す。
【００１７】図９，図１０には、ダイアフラム６，シー
ルリング１４の先端に曲面を持たせた実施例を示す。
ルリング１４の先端に曲面を持たせた実施例を示す。
【００１８】図１１には隣接するダイアフラム６先端に
溝１２を設け、シールリング１４を溝１２内に挿入する
ことにより構成した実施例を示す。本実施例では、シー
ルリング１４がシール機能を向上させるとともに、ダイ
アフラム６の変形を抑制することが可能である。
溝１２を設け、シールリング１４を溝１２内に挿入する
ことにより構成した実施例を示す。本実施例では、シー
ルリング１４がシール機能を向上させるとともに、ダイ
アフラム６の変形を抑制することが可能である。
【００１９】図１２には、隣接するダイアフラム６間を
Ｏ−リング１５でシールした本発明の実施例を示す。
Ｏ−リング１５でシールした本発明の実施例を示す。
【００２０】
【発明の効果】隣接するダイアフラムの先端を互いにオ
ーバーラップさせること、もしくはシールリングの配設
により、シール機能が向上し効率向上が図れるととも
に、燃焼ガスのディスク内周側への流入を防止すること
により、信頼性を向上させることが可能である。
ーバーラップさせること、もしくはシールリングの配設
により、シール機能が向上し効率向上が図れるととも
に、燃焼ガスのディスク内周側への流入を防止すること
により、信頼性を向上させることが可能である。
【図１】ダイアフラム先端をテーパ形状とし軸方向にオ
ーバーラップさせた本発明の実施例の説明図。
ーバーラップさせた本発明の実施例の説明図。
【図２】ダイアフラム先端を階段状とした本発明の実施
例の説明図。
例の説明図。
【図３】隣接するダイアフラム先端に溝と突起を設けた
本発明の実施例の説明図。
本発明の実施例の説明図。
【図４】シールリングを配設した本発明の実施例の説明
図。
図。
【図５】シールリングをダイアフラム段差に配設した本
発明の実施例の説明図。
発明の実施例の説明図。
【図６】ダイアフラムの内周側にシールリングを配設し
た実施例の説明図。
た実施例の説明図。
【図７】ダイアフラム，シールリングの先端をテーパ状
として構成した実施例の説明図。
として構成した実施例の説明図。
【図８】ダイアフラム，シールリングの先端をテーパ状
として構成した実施例の説明図。
として構成した実施例の説明図。
【図９】ダイアフラム，シールリングの先端に曲面を持
たせた実施例の説明図。
たせた実施例の説明図。
【図１０】ダイアフラム，シールリングの先端に曲面を
持たせた実施例の説明図。
持たせた実施例の説明図。
【図１１】シールリングを溝内に挿入した本発明の実施
例の説明図。
例の説明図。
【図１２】Ｏ−リングでシールした本発明の実施例の説
明図。
明図。
【図１３】従来の実施例を用いたタービンロータの説明
図。
図。
１…タービン動翼、２…タービンディスク、３…ディス
タントピース、４…スタブシャフト、５…スタッキング
ボルト、６…ダイアフラム、７…ケーシング、８…ター
ビン静翼、９…シュラウド、１０…ラビリンスシール、
１２…溝、１３…突起、１４…シールリング、１５…Ｏ
−リング。
タントピース、４…スタブシャフト、５…スタッキング
ボルト、６…ダイアフラム、７…ケーシング、８…ター
ビン静翼、９…シュラウド、１０…ラビリンスシール、
１２…溝、１３…突起、１４…シールリング、１５…Ｏ
−リング。
Claims (9)
- 【請求項１】外周に嵌合された複数枚のタービン動翼を
有し、側面に設けられたダイアフラムで隣接するガスタ
ービンロータディスク間を互いにシールするガスタービ
ンロータにおいて、隣接するダイアフラム先端を軸方向
にオーバーラップさせたことを特徴とするガスタービン
ロータ。 - 【請求項２】請求項１において、上記ダイアフラム先端
をテーパ形状としたガスタービンロータ。 - 【請求項３】請求項１において、上記ダイアフラム先端
を階段状にしたガスタービンロータ。 - 【請求項４】請求項１において、上記ダイアフラム先端
に溝もしくは突起を設けたガスタービンロータ。 - 【請求項５】外周に嵌合された複数枚のタービン動翼を
有し、側面に設けられたダイアフラムで隣接するガスタ
ービンロータディスク間を互いにシールするガスタービ
ンロータにおいて、隣接する上記ダイアフラム間をシー
ルリングでシールすることを特徴とするガスタービンロ
ータ。 - 【請求項６】請求項５において、上記シールリングはダ
イアフラムの内周側もしくは外周側に配設されたガスタ
ービンロータ。 - 【請求項７】請求項５において、上記シールリングはダ
イアフラムと嵌合されてなるガスタービンロータ。 - 【請求項８】請求項５において、上記シールリングのダ
イアフラム接触部はテーパを有するガスタービンロー
タ。 - 【請求項９】請求項５において、上記シールリングはＯ
−リングであるガスタービンロータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5287996A JPH09242505A (ja) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | タービン構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5287996A JPH09242505A (ja) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | タービン構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09242505A true JPH09242505A (ja) | 1997-09-16 |
Family
ID=12927177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5287996A Pending JPH09242505A (ja) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | タービン構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09242505A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998057040A1 (fr) * | 1997-06-11 | 1998-12-17 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Rotor pour turbines a gaz |
| US6261063B1 (en) | 1997-06-04 | 2001-07-17 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Seal structure between gas turbine discs |
| US6315301B1 (en) | 1998-03-02 | 2001-11-13 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Seal apparatus for rotary machines |
| WO2003033879A1 (fr) * | 2001-10-10 | 2003-04-24 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Structure d'etancheite du goujon d'un axe et turbine a gaz |
| JP2006214401A (ja) * | 2005-02-07 | 2006-08-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | シール構造を備えたガスタービン |
| JP2007332973A (ja) * | 2007-08-24 | 2007-12-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン |
| EP2538030A1 (de) | 2011-06-22 | 2012-12-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Labyrinth-Dichtsystem für eine Gasturbine |
| EP2538031A1 (de) | 2011-06-22 | 2012-12-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotor mit Dichtelement für eine stationäre Gasturbine |
| EP2538032A1 (de) | 2011-06-22 | 2012-12-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Radialbewegliches Dichtsystem für eine Gasturbine |
| DE102012209567A1 (de) | 2012-06-06 | 2013-12-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung eines Kolbendichtrings und Vorrichtung zur Herstellung eines Kolbendichtrings |
| DE102012014109A1 (de) * | 2012-07-17 | 2014-01-23 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Zwischenscheibendichtung einer Gasturbine |
| CN104018887A (zh) * | 2014-05-29 | 2014-09-03 | 西安交通大学 | 轮盘间端面齿接触的燃气轮机拉杆转子预紧力设计校核方法 |
| CN105386794A (zh) * | 2015-12-10 | 2016-03-09 | 西安航天动力研究所 | 涡轮盘刚度自增强的涡轮结构 |
-
1996
- 1996-03-11 JP JP5287996A patent/JPH09242505A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6089827A (en) * | 1997-06-11 | 2000-07-18 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Rotor for gas turbines |
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| CN1322225C (zh) * | 2001-10-10 | 2007-06-20 | 三菱重工业株式会社 | 转向关节栓的密封结构及燃气轮机 |
| JP2006214401A (ja) * | 2005-02-07 | 2006-08-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | シール構造を備えたガスタービン |
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| EP2538031A1 (de) | 2011-06-22 | 2012-12-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotor mit Dichtelement für eine stationäre Gasturbine |
| EP2538032A1 (de) | 2011-06-22 | 2012-12-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Radialbewegliches Dichtsystem für eine Gasturbine |
| WO2012175274A1 (de) | 2011-06-22 | 2012-12-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotor mit dichtelement für eine stationäre gasturbine |
| DE102012209567A1 (de) | 2012-06-06 | 2013-12-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung eines Kolbendichtrings und Vorrichtung zur Herstellung eines Kolbendichtrings |
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