JPS6036725Y2

JPS6036725Y2 - ガスタ−ビンエンジンのシユラウド

Info

Publication number: JPS6036725Y2
Application number: JP2309579U
Authority: JP
Inventors: 博将平川; 哲男巽
Original assignee: 川崎重工業株式会社
Priority date: 1979-02-24
Filing date: 1979-02-24
Publication date: 1985-10-31
Also published as: JPS55123636U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）この考案はガスタービンエンジンにおけるタービンの径
方向外方を覆うシュラウドに関する。

（従来技術）この種のシュラウドはその内面が常に高温ガスにさらさ
れるのに対し、外面が低温の外気やコンプレッサ空気に
さらされるので、大きな熱応力による割れや変形といっ
た問題に直面している。

ガスタービンエンジンの熱効率を向上させるためにター
ビン入口温度を上げようとすると、上記問題はよりシビ
アになる。

また、タービンの羽根の先端（外端）とシュラウドの内
面との間のクリアランスを小さくするとタービンの性能
が向上するが、シュラウドの変形が大きいと、シュラウ
ドの内面側が径方向へ局所的に膨張したり、周方向へい
びつに変形したりして、タービンの先端と接触してしま
うので、タービンの性能を犠牲にしても上記クリアラン
スを大きくしなければならないという問題がある。

（考案の目的）この考案は、上記問題点に鑑みてなされてもので、シュ
ラウドの割れや変形の防止とタービンの性能を向上を実
現するとともに、構造が簡単で強度モ高いガスタービン
エンジンのシュラウドを提供するとを目的とする。

（考案の構成）上記目的を遠戚するために、この考案は、シュラウドの
内面に、軸方向へ貫通し、かつ径方向へ延びるスリット
を設けるとともに１、上記シュラウドに、軸方向へ貫通
し、かつ上記スリットの径方向外端に連通ずる横断面円
形のホールを設け、このホールにシール部材をほぼ密着
状態で嵌合した構成として、上記スリットにより、シュ
ラウドに大きな熱応力が発生するのを防止するとともに
、上記ホールとシール部材により、構造の簡略化と高温
ガスの漏出の防止とを行なっている。

実施例以下、この考案の実施例を図面にしたがって説明する。

第１図において、第１段目のノズル１１、回転軸１２に
固定されたタービン１３、上記第１段目のノズル１１に
ろう付けＡされてタービン１３の径方向外方を覆う筒状
のシュラウド１４、および第２段目のノズル１５により
高温ガス１６の環状の通路１７が形成されており、燃焼
器（図示せず）から送りだされた高温ガス１６は、上記
第１段目のノズル１１の静翼１８を通過したのち、上記
タービン１３の動翼１９でエネルギを放出して、このタ
ービン１３を回転させ、上記第２段目のノズル１５の静
翼２０を通過して外部へ排出される。

第２図に明示するように、上記シュラウド１４における
上記高温ガス１６と接触する内面２１には、軸方向に貫
通腰かつ径方向３１へ延びるスリット２２が、周方向３
２へ等間隔を存して多数に設けられており、各スリット
２２の外端は割れ止め用のホール２３に連通している。

上記ホール２３には、第１図に明示するように、シール
部材であるピン２４がほぼ密着状態で嵌合されており、
これにより、高温ガス１６が上記ホール２３を通って外
部へ露出するのを防止している。

上記スリット２２の幅ａおよび周方向間隔すはタービン
の性能と温度条件により適宜決めればよく、シュラウド
１４の内面２１の温度が非常に高くなる場合は、上記間
隔すを小さくし、タービンの性能低下を極力免れたい場
合は、上記幅ａを小さくするのがよい。

上記構成において、シュラウド１４の外面２５は外気や
圧縮機（図示せず）からの冷却空気などにさらされて低
温となるのに対腰内面２１は高温ガス１６にさらされて
高温となるので、シュラウド１４には径方向３１へ大き
な温度勾配が生じる。

また、高温ガス１６は下流へ行く程温度が低下するので
、シュラウド１４には軸方向３３へも温度勾配が生じる
。

ところが、上記内面２１には、軸方向に貫通し、かつ径
方向３１へ延びるスリット２２が設けられているから、
この内面２１は周方向３２および軸方向３３に無拘束と
なるので、上記径方向３１および軸方向３３の温度勾配
に起因する大きな熱応力の発生が避けられ、その結果、
割れや変形という不具合の発生が未然に防止される。

特に、シュラウド１４の内面２１が径方向内方へ局所的
に膨張するのが防止される結果、この内面２１とタービ
ン１３の先端（外端）２７とのクリアランスｄ（第２図
参照）をあらかじめ小さく設定しておいて、タービンの
性能の向上を図ることができる。

らに、燃焼器として径方向３１へ突出した逆流缶形燃焼
器を１基用いる場合、高温ガス１６はその通路１７内に
おいて周方向３２に不均一な温度分布を有するので、シ
ュラウド１４にも周方向３２の温度勾配が生じるが、や
はり上記スリット２２の存在により、この周方向３２の
温度勾配に起因する大きな熱応力の発生は避けられる。

また、シュラウド１４に設けたホール２３にピン２４が
ほぼ密着状態で嵌合されているから、高温ガス１６がホ
ール２３を通って径方向および軸方向へ漏出するのが防
止される。

ただし、若干の高温ガス１６がスリット２２を通って軸
方向へ漏出するのは避けられないが、上記スリット２２
は、その幅を小さくできるから、このスリット２２を通
っての上記漏出は極力抑制されるので、実用上全く問題
はない。

しかも、シュラウド１４は従来と同様に一体構造で形成
できるし、上記ホール２３は横断面円形であるから機械
加工が容易な、シュラウド１４自体の製造は容易である
。

また、スリット２２の外端に上記横断面円形のホール２
３が設けられているから、応力集中による割れの発生が
有効に防止される結果、上記したシュラウド１４が一体
構造で形成できることと相まって、シュラウド１４の強
度を高く維持できる。

ここで、上記横断面円形のホール２３を設けた構成は、
以下に述べる点においても極めて有意義である。

すなわち、高温ガスの漏れを少なくするために、上記ス
リット２２の幅は小さくする必要があり、一方、シュラ
ウド１４に発生する熱応力を抑制するために、スリット
２２の径方向の深さはある程度大きくする必要がある。

しかしながら、幅が小さくて深いスリットを形成するの
は困難である。

ところが、この考案では、ホール２３を設けているから
、このホール２３の分だけスリット２２を浅くできるの
で、スリット２２の形成が容易になる。

したがって、シュラウド１４の製造を一層容易に行なう
ことができる利点がある。

（考案の効果）以上説明したように１、この考案は、シュラウドの内面
に設けたスリットにより、径方向３１および軸方向３３
あるいは周方向３２への温度勾配に起因する大きな熱応
力の発生が避けられる。

また、シュラウドの内面とタービンの先端との間のクリ
アランスｄをあらかじめ小さく設定することにより、タ
ービンの性能の向上を図ることができる。

さに、ホールにより、スリットへの応力集中が防止され
、ピン（シール部材）２４により高温ガスが軸方向およ
び径方向へ漏出するのが防止される。

また、一体構造のシュラウドにスリットと横断面円形の
ホールを設けるだけであるから、構造が簡単で製造が容
易である。

しかも、上記ホールの存在により１、応力集中による割
れの発生が有効に防止される結果、上記したシュラウド
が一体構造で形成できることと相まって、シュラウドの
強度を高く維持できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示すガスタービンエンジ
ンの要部の縦断側面図、第２図は第１図のシュラウドの
一部を示す正面図である。１３・・・・・・タービン、１４・・・・・・シュラウ
ド、１６・・・・・・高温ガス、１７・・・・・・通路
、２１・・・・・・内面、２２・・・・・・スリット、
２４・・・・・・シール部材（ピン）、３１・・・・・
・径方向。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

タービンの径方向外方を覆って高温ガスの通路を形成す
る筒状のシュラウドにおける上記高温ガスと接触する内
面に、軸方向へ貫通し、かつ径方向へ延びるスリットを
設けるとともに、上記シュラウドに、軸方向へ貫通し、
かつ上記スリットの径方向外端に連通ずる横断面円形の
ホールを設け、このホールにシール部材をほぼ密着状態
で嵌合したことを特徴とするガスタービンエンジンのシ
ュラウド。