JPS58206807A - 軸流タ−ビンの動翼先端すき間制御装置 - Google Patents
軸流タ−ビンの動翼先端すき間制御装置Info
- Publication number
- JPS58206807A JPS58206807A JP8992482A JP8992482A JPS58206807A JP S58206807 A JPS58206807 A JP S58206807A JP 8992482 A JP8992482 A JP 8992482A JP 8992482 A JP8992482 A JP 8992482A JP S58206807 A JPS58206807 A JP S58206807A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shroud
- casing
- rotary vane
- coil spring
- clearance
- 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.)
- Pending
Links
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
- F01D11/14—Adjusting or regulating tip-clearance, i.e. distance between rotor-blade tips and stator casing
- F01D11/16—Adjusting or regulating tip-clearance, i.e. distance between rotor-blade tips and stator casing by self-adjusting means
- F01D11/18—Adjusting or regulating tip-clearance, i.e. distance between rotor-blade tips and stator casing by self-adjusting means using stator or rotor components with predetermined thermal response, e.g. selective insulation, thermal inertia, differential expansion
-
- 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
- F05D2300/00—Materials; Properties thereof
- F05D2300/50—Intrinsic material properties or characteristics
- F05D2300/505—Shape memory behaviour
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、軸流タービンの動翼先端と外側ケージジグ間
の流体のもｎ損失を低減するのに好適な軸流タービンの
動翼先端すき間゛制御装置に関する。
の流体のもｎ損失を低減するのに好適な軸流タービンの
動翼先端すき間゛制御装置に関する。
軸流タービンとは、細流式のカスタービンやスチームタ
ービンの総称である。以下ガスタービンを例にして説明
する。
ービンの総称である。以下ガスタービンを例にして説明
する。
ガスタービンの効率向上の一手段としてタービン動翼と
ケーシング間のもれ損失ケ低減することが考えらｎてい
る。もｎ損失は動翼先端とケーシング間のすき間を小さ
くすることによって減少できる。ところが、このすき間
はケーシングと動翼の膨張率や熱客量の違いによ−って
、定格運転に入る前の起動時に最小となるため、定格運
転時のすき間は起動時に現わ扛る最小すき間より大きく
する必要があり、もれ損失の増大ケ招いていた。
ケーシング間のもれ損失ケ低減することが考えらｎてい
る。もｎ損失は動翼先端とケーシング間のすき間を小さ
くすることによって減少できる。ところが、このすき間
はケーシングと動翼の膨張率や熱客量の違いによ−って
、定格運転に入る前の起動時に最小となるため、定格運
転時のすき間は起動時に現わ扛る最小すき間より大きく
する必要があり、もれ損失の増大ケ招いていた。
従来、この動翼先端とケーシング間のすき間を制御する
ため種々の方法が提案さ詐ている。
ため種々の方法が提案さ詐ている。
例えば、起動時にケーシングを冷却する空気流量ケ減ら
して、ケーシングを急微に加熱し膨張させることにエリ
、起動時に先する最小すき間τ犬きくする方法、また、
ケーシングに取付けられ、動翼先端に相対しているシュ
ラウドケ、起動時に半径方向外側に強佃］的に移動させ
て、すき間を拡げる方法等か知らｎている。しかし、こ
ｎらの方法は弁やクランク機構が必要となり、構造が複
雑となるだけでなく、信頼性が乏しい欠点があった。
して、ケーシングを急微に加熱し膨張させることにエリ
、起動時に先する最小すき間τ犬きくする方法、また、
ケーシングに取付けられ、動翼先端に相対しているシュ
ラウドケ、起動時に半径方向外側に強佃］的に移動させ
て、すき間を拡げる方法等か知らｎている。しかし、こ
ｎらの方法は弁やクランク機構が必要となり、構造が複
雑となるだけでなく、信頼性が乏しい欠点があった。
本発明の目的は、タービン動翼とケーシング間のすき間
を最小にし得る軸流タービンの動翼先端すき間制御装買
を提供するにある。
を最小にし得る軸流タービンの動翼先端すき間制御装買
を提供するにある。
本発明の特徴は、動翼先端に相対し、ケーシングに支持
さ１ているシュラウドの半径方向の位置決めを形状記憶
合金で作らｎたコイルバネで行なうことにある− 形状記憶合金とは、変態温度１マルテンサイト変態）を
境として金属の性質が完全に異なるという特徴ケ活かし
て、変態温度以上では予め記憶させておいた形状（本発
明では、コイルバネが伸びた状態）を示し、変態温度以
下では異なる形状（フィルバネが縮んだ状態）を示す合
金である。
さ１ているシュラウドの半径方向の位置決めを形状記憶
合金で作らｎたコイルバネで行なうことにある− 形状記憶合金とは、変態温度１マルテンサイト変態）を
境として金属の性質が完全に異なるという特徴ケ活かし
て、変態温度以上では予め記憶させておいた形状（本発
明では、コイルバネが伸びた状態）を示し、変態温度以
下では異なる形状（フィルバネが縮んだ状態）を示す合
金である。
すなわち、変態温度を適切に選択することにより、起動
時を経て定格運転に入り拡がった動翼先端のすき間ケ、
コイルバネが伸ひる（形状の復元）事により再び小さく
するよう５にしたものである。
時を経て定格運転に入り拡がった動翼先端のすき間ケ、
コイルバネが伸ひる（形状の復元）事により再び小さく
するよう５にしたものである。
ガスタービンのケーシング温度は場所によってゝ・
□ 異なるが、形状記憶合金はり釜属の組成を変えることに
より変態温度全自由にフントロールでき、し〃・もこの
形状の変化は可逆過程であるため、多段ガスタービンの
全ての段のンユラウドに適用できる。
□ 異なるが、形状記憶合金はり釜属の組成を変えることに
より変態温度全自由にフントロールでき、し〃・もこの
形状の変化は可逆過程であるため、多段ガスタービンの
全ての段のンユラウドに適用できる。
以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図を甲いて説
明する。
明する。
図において、ｌは動翼であり、その先端ｔＩ′ｉ薄肉の
シュラウド２に相対し、ている。シュラウド２はケー
シンク３の下部に設けらγＬ７を楔状のシール部４にエ
リケーシング３に取付けらｆる。シュラウド２の外側Ｋ
Ｉｄ断熱材５が、断熱材５とケーシング３の間には形
状記憶合金で作ら１．たフィルバネ６が設けらｎる。
シュラウド２に相対し、ている。シュラウド２はケー
シンク３の下部に設けらγＬ７を楔状のシール部４にエ
リケーシング３に取付けらｆる。シュラウド２の外側Ｋ
Ｉｄ断熱材５が、断熱材５とケーシング３の間には形
状記憶合金で作ら１．たフィルバネ６が設けらｎる。
次に、不発明の動作について第１図ないし第３図菅用い
て説明する、第３図はタービン動翼先端すき間と運転時
間との関係を示したものである。
て説明する、第３図はタービン動翼先端すき間と運転時
間との関係を示したものである。
まず、第１図と第３図を用いてコイルバネ６がマルテン
サイト変態を起こす前の動作について説明する。Ａ点は
起動前の林態であり、動翼先端のすき間７はＣ０である
。”ガスタービンを起動すると、各部を通過するガスの
温度の上昇により、動翼１、ケーシング４などの熱膨張
が始まる。し、かし、ケーシング４の熱膨張は動翼１に
くらべ、相対的に低温であること、熱容量が大きいこと
な・どにより、動Ｒ１の熱膨張より連打る傾向になる。
サイト変態を起こす前の動作について説明する。Ａ点は
起動前の林態であり、動翼先端のすき間７はＣ０である
。”ガスタービンを起動すると、各部を通過するガスの
温度の上昇により、動翼１、ケーシング４などの熱膨張
が始まる。し、かし、ケーシング４の熱膨張は動翼１に
くらべ、相対的に低温であること、熱容量が大きいこと
な・どにより、動Ｒ１の熱膨張より連打る傾向になる。
すなわち、第３図Ａ−＋Ｂに示したように動翼１の先端
子き間７は徐々に小さく々す、動翼１を含めロータの熱
膨張が平衡に達し、たとき（Ｂ点）に最小値Ｃ１となる
。更に、運転を続けると、ケーシング３の熱膨張により
先端すき間７は、逆に徐々に拡がり（第３図Ｂ−４０）
、ケーシング３の熱膨張が平衡に達したとき（６点）に
Ｃ７となる８先端すき間７の初期設定値Ｃ８は、起動時
に生ずる最小すき間Ｃ，ゲ安全上、技術上の観点から決
定した後、ケーシング３とロータの相対熱膨張差を考慮
して決めらｎる２ さて、コイルバネ６の変態温度を、ケーシング３の温度
が一定になったときの空洞部８の温度に一致させておけ
・ば、第２図に示したように、コイルバネ６は元の形状
、すなわち、伸びた状態になり薄肉のンユラウド２を半
径方向内側に変形させることができる。その結果、第３
図に示したように動翼１の先端すき間７は、従来のＣ７
力・らＣ７と小さくなり、動翼先端のもｎ損失を従来に
くらべ小さくすることができる。周、第１図及び第２図
において、断熱材５Ｉｌ″を高温ガスと接しているシュ
ラウド２の熱な７直接コイルバ坏６に伝達しない機能を
持ち、又、楔状のシール部４は、シュラウド２が半径方
向内側へ変形するとき、シュラウド２及びケーシング３
の端部の応力が増加するのを防ぐ機能？荷つ。
子き間７は徐々に小さく々す、動翼１を含めロータの熱
膨張が平衡に達し、たとき（Ｂ点）に最小値Ｃ１となる
。更に、運転を続けると、ケーシング３の熱膨張により
先端すき間７は、逆に徐々に拡がり（第３図Ｂ−４０）
、ケーシング３の熱膨張が平衡に達したとき（６点）に
Ｃ７となる８先端すき間７の初期設定値Ｃ８は、起動時
に生ずる最小すき間Ｃ，ゲ安全上、技術上の観点から決
定した後、ケーシング３とロータの相対熱膨張差を考慮
して決めらｎる２ さて、コイルバネ６の変態温度を、ケーシング３の温度
が一定になったときの空洞部８の温度に一致させておけ
・ば、第２図に示したように、コイルバネ６は元の形状
、すなわち、伸びた状態になり薄肉のンユラウド２を半
径方向内側に変形させることができる。その結果、第３
図に示したように動翼１の先端すき間７は、従来のＣ７
力・らＣ７と小さくなり、動翼先端のもｎ損失を従来に
くらべ小さくすることができる。周、第１図及び第２図
において、断熱材５Ｉｌ″を高温ガスと接しているシュ
ラウド２の熱な７直接コイルバ坏６に伝達しない機能を
持ち、又、楔状のシール部４は、シュラウド２が半径方
向内側へ変形するとき、シュラウド２及びケーシング３
の端部の応力が増加するのを防ぐ機能？荷つ。
本発明によｎげ、定格運転時の動翼先端のすき間を減少
させることができるので、タービンの効率を向上できる
。
させることができるので、タービンの効率を向上できる
。
第１図、第２肉は本発明の一実施例を示し第１図は形状
記憶合金が変態温度となる前の第２図は変態温明後の断
面図、第３図は本発明による動翼先端すき間の時間的変
化を示す図である。 １・・・動翼、２・・・シュラウド、３・・・ケーシン
グ、６・・・形状記憶合金のコイルバネ。 代理人 弁理士 高橋明大 ≦ 旬パゝ 第 ｌ 図 這」陶ＦｉＦＦＦ１１
記憶合金が変態温度となる前の第２図は変態温明後の断
面図、第３図は本発明による動翼先端すき間の時間的変
化を示す図である。 １・・・動翼、２・・・シュラウド、３・・・ケーシン
グ、６・・・形状記憶合金のコイルバネ。 代理人 弁理士 高橋明大 ≦ 旬パゝ 第 ｌ 図 這」陶ＦｉＦＦＦ１１
Claims (1)
- １、 ｉ！’ｆＥ？ｉｆタービンの動翼と、この動翼
の先端に相対している環状のンユラウドと、このシュラ
ウドを支持しているケーシングとゲ備えた軸流タービン
において、前記シュラウドと前記ケーシングの間に形状
記憶合金で作ら１．たシュラウド位置決め用コイルバネ
を設けたこと１ｆＬ−特徴とする細流タービンの動翼先
端すき量制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8992482A JPS58206807A (ja) | 1982-05-28 | 1982-05-28 | 軸流タ−ビンの動翼先端すき間制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8992482A JPS58206807A (ja) | 1982-05-28 | 1982-05-28 | 軸流タ−ビンの動翼先端すき間制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58206807A true JPS58206807A (ja) | 1983-12-02 |
Family
ID=13984243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8992482A Pending JPS58206807A (ja) | 1982-05-28 | 1982-05-28 | 軸流タ−ビンの動翼先端すき間制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58206807A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001234705A (ja) * | 1999-12-27 | 2001-08-31 | General Electric Co <Ge> | シールアセンブリを持つ回転機械 |
| EP1876327A2 (en) * | 2006-07-06 | 2008-01-09 | United Technologies Corporation | Seal for turbine engine |
| US7367776B2 (en) * | 2005-01-26 | 2008-05-06 | General Electric Company | Turbine engine stator including shape memory alloy and clearance control method |
| US7494317B2 (en) * | 2005-06-23 | 2009-02-24 | Siemens Energy, Inc. | Ring seal attachment system |
| WO2010112421A1 (de) * | 2009-03-31 | 2010-10-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Axialturbomaschine mit passiver spaltkontrolle |
| EP2492449A1 (de) | 2011-02-28 | 2012-08-29 | Alstom Technology Ltd | Dichtungsanordnung für eine thermische Maschine |
| EP2527600A1 (de) * | 2011-05-24 | 2012-11-28 | Alstom Technology Ltd | Turbomaschine |
| EP2549065A1 (en) * | 2011-07-18 | 2013-01-23 | General Electric Company | System and method for operating a turbine |
| US20130034423A1 (en) * | 2011-08-01 | 2013-02-07 | General Electric Company | System and method for passively controlling clearance in a gas turbine engine |
| RU2490474C1 (ru) * | 2012-04-16 | 2013-08-20 | Николай Борисович Болотин | Турбина газотурбинного двигателя |
| CN116291762A (zh) * | 2023-04-07 | 2023-06-23 | 南京航空航天大学 | 叶尖间隙可控的航空发动机高压涡轮部件及航空发动机 |
-
1982
- 1982-05-28 JP JP8992482A patent/JPS58206807A/ja active Pending
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001234705A (ja) * | 1999-12-27 | 2001-08-31 | General Electric Co <Ge> | シールアセンブリを持つ回転機械 |
| JP4502240B2 (ja) * | 1999-12-27 | 2010-07-14 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | シールアセンブリを持つ回転機械 |
| US7367776B2 (en) * | 2005-01-26 | 2008-05-06 | General Electric Company | Turbine engine stator including shape memory alloy and clearance control method |
| US7494317B2 (en) * | 2005-06-23 | 2009-02-24 | Siemens Energy, Inc. | Ring seal attachment system |
| EP1876327A2 (en) * | 2006-07-06 | 2008-01-09 | United Technologies Corporation | Seal for turbine engine |
| EP1876327A3 (en) * | 2006-07-06 | 2011-03-09 | United Technologies Corporation | Seal for turbine engine |
| WO2010112421A1 (de) * | 2009-03-31 | 2010-10-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Axialturbomaschine mit passiver spaltkontrolle |
| EP2239423A1 (de) * | 2009-03-31 | 2010-10-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Axialturbomaschine mit passiver Kontrolle des Schaufelspitzenspiels |
| EP2492449A1 (de) | 2011-02-28 | 2012-08-29 | Alstom Technology Ltd | Dichtungsanordnung für eine thermische Maschine |
| US9255488B2 (en) | 2011-02-28 | 2016-02-09 | Alstom Technology Ltd. | Sealing arrangement for a thermal machine |
| CH704995A1 (de) * | 2011-05-24 | 2012-11-30 | Alstom Technology Ltd | Turbomaschine. |
| JP2012246923A (ja) * | 2011-05-24 | 2012-12-13 | Alstom Technology Ltd | ターボ機械 |
| US9169741B2 (en) | 2011-05-24 | 2015-10-27 | Alstom Technology Ltd | Turbomachine clearance control configuration using a shape memory alloy or a bimetal |
| EP2527600A1 (de) * | 2011-05-24 | 2012-11-28 | Alstom Technology Ltd | Turbomaschine |
| EP2549065A1 (en) * | 2011-07-18 | 2013-01-23 | General Electric Company | System and method for operating a turbine |
| US8939709B2 (en) | 2011-07-18 | 2015-01-27 | General Electric Company | Clearance control for a turbine |
| US20130034423A1 (en) * | 2011-08-01 | 2013-02-07 | General Electric Company | System and method for passively controlling clearance in a gas turbine engine |
| RU2490474C1 (ru) * | 2012-04-16 | 2013-08-20 | Николай Борисович Болотин | Турбина газотурбинного двигателя |
| CN116291762A (zh) * | 2023-04-07 | 2023-06-23 | 南京航空航天大学 | 叶尖间隙可控的航空发动机高压涡轮部件及航空发动机 |
| CN116291762B (zh) * | 2023-04-07 | 2023-10-13 | 南京航空航天大学 | 叶尖间隙可控的航空发动机高压涡轮部件及航空发动机 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4363599A (en) | Clearance control | |
| JP5955176B2 (ja) | 熱負荷されるターボ機械の回転構成部材と固定構成部材との間の特に半径方向の間隙を制御する自己調節型装置 | |
| US8177501B2 (en) | Stator casing having improved running clearances under thermal load | |
| EP2546471B1 (en) | Tip clearance control for turbine blades | |
| EP2554797A2 (en) | System and method for passively controlling clearance in a gas turbine engine | |
| US9255488B2 (en) | Sealing arrangement for a thermal machine | |
| US4311432A (en) | Radial seal | |
| US11002284B2 (en) | Impeller shroud with thermal actuator for clearance control in a centrifugal compressor | |
| US4354687A (en) | Gas turbine engines | |
| JP2004332731A (ja) | 高圧タービンの弾性間隙制御システム及び方法 | |
| JPH0261603B2 (ja) | ||
| JPS58206807A (ja) | 軸流タ−ビンの動翼先端すき間制御装置 | |
| JP2002327603A (ja) | ガスタービン | |
| JP6025398B2 (ja) | ターボ機械 | |
| JPS60111004A (ja) | 軸流形流体機械のケ−シング | |
| US5017088A (en) | Gas turbine engine compressor casing with internal diameter control | |
| JP2002357103A (ja) | 蒸気タービンのシール装置 | |
| JPH06159099A (ja) | 軸流流体機械 | |
| GB2062117A (en) | Clearance Control for Turbine Blades | |
| JP2003254091A (ja) | 圧縮機のチップクリアランス制御装置及び制御方法 | |
| JP2003254006A (ja) | シール装置及び蒸気タービン | |
| CN104454039B (zh) | 用于旋转机器的间隙控制***以及控制间隙的方法 | |
| JPH11107705A (ja) | ガスタービンクリアランスのアクティブコントロール方法 | |
| RU2783145C1 (ru) | Турбина с бандажом вокруг лопаток ротора и способ ограничения утечки рабочей среды в турбине | |
| KR102579798B1 (ko) | 터보기기 |