段間シールリング
【課題】 タービンセクション（１００）を提供する。
【解決手段】本タービンセクション（１００）は、一対のロータ（１１０、１２０）と、一対のロータ（１１０、１２０）間に配置されたシールリング（１６０）と、シールリング（１６０）の第１の端部（１７０）における第１の溶接部（１９０）及び該シールリング（１６０）の第２の端部（１８０）における第２の溶接部（１９５）とを含むことができる。
【解決手段】本タービンセクション（１００）は、一対のロータ（１１０、１２０）と、一対のロータ（１１０、１２０）間に配置されたシールリング（１６０）と、シールリング（１６０）の第１の端部（１７０）における第１の溶接部（１９０）及び該シールリング（１６０）の第２の端部（１８０）における第２の溶接部（１９５）とを含むことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、総括的にはガスタービンエンジン及び航空機に関し、より具体的には、溶接段間シール及びトルク伝達リングに関する。
【背景技術】
【０００２】
多段タービンは一般的に、段間に配置されたスペーシング装置及び段間シールを含む。スペーシング装置は、各タービン段間に所定の間隔を維持する。段間シールは、先行段によって加圧されたガスの漏洩を防止する。具体的には、段間シールは、２つの回転ディスク間に設置することができ、またタービンノズルと協働して該タービンノズル間に流体シールを構成して、該タービンノズル間を通しての漏洩を防止又は制限するようにすることができる。航空機エンジンは、同様な設計を使用することができる。
【０００３】
しかしながら、そのような段間シールは、その保全性及び信頼性についての問題を有する可能性がある。例えば、作動時における不均等温度分布により、段間シール内には比較的大きな張力が生じる可能性がある。そのような力は、ライフサイクル疲労に悪影響を与えるおそれがあり、また段間シール内に割れを拡大させるおそれさえある。さらに、公知の段間シールは一般的に、ボルト又はその他のタイプの機械的連結手段によってロータ或いはその他の場所に取付けることができる。これらの連結部は、タービンシステム全体を複雑にしかつ該タービンシステム全体に対して重量を付加することになる傾向がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４６４５４２４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、改良型の段間シールに対する願望が存在する。そのようなシールは、適切なガス流れシール作用及びトルク伝達作用を行なうことができると同時に、取付けが容易でありかつ比較的軽量であるのが好ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
従って、本発明は、タービンセクションについて記述する。本タービンセクションは、一対のロータと、一対のロータ間に配置されたシールリングと、シールリングの第１の端部における第１の溶接部及び該シールリングの第２の端部における第２の溶接部とを含むことができる。
【０００７】
本発明はさらに、ガスタービンエンジンのタービンセクションを提供する。本タービンセクションは、互いに間隔を置いて配置された一対のロータと、一対のロータ間に配置されたシールリングと、シールリングの第１の端部における第１の溶接部及び該シールリングの第２の端部における第２の溶接部と、シールリング上に配置された幾つかの歯とを含むことができる。
【０００８】
本発明のこれらの及びその他の特徴は、幾つかの図面及び特許請求の範囲と関連させてなした以下の詳細な説明を精査することにより、当業者には明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ガスタービンエンジンの概略図。
【図２】本明細書に説明するような段間シールリングを備えたタービンセクションの一部分の側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、幾つかの図全体を通して同じ参照符号が同様な要素を表している図面を参照すると、図１は、ガスタービンエンジン１０の概略図を示している。公知なように、ガスタービンエンジン１０は、流入空気の流れを加圧する圧縮機２０を含むことができる。圧縮機２０は、加圧空気の流れを燃焼器３０に送給する。燃焼器３０は、加圧空気の流れを加圧燃料の流れと混合しかつその混合気を点火燃焼させる。（単一の燃焼器３０のみを示しているが、ガスタービンエンジンは、あらゆる数の燃焼器３０を含むことができる。）次に、高温燃焼ガスが、タービン４０に送給される。高温燃焼ガスは、タービン４０を駆動して、機械的仕事を産生するようにする。タービン４０で産生された機械的仕事は、圧縮機２０を駆動しかつ発電機などのような外部負荷５０を駆動する。ガスタービンエンジン１０は、天然ガス、様々なタイプの合成ガス及びその他のタイプの燃料を使用することができる。ガスタービンエンジン１０は、その他の構成を有することができ、また本明細書ではその他のタイプの構成要素を使用することができる。
【００１１】
図２は、上記のタービン４０、航空機、又は回転ディスクを備えたその他のタイプの装置の一部とすることができるタービンセクション１００を示している。タービンセクション１００は、図示した第１のロータディスク１１０及び第２のロータディスク１２０を含むあらゆる数のロータディスクを含むことができる。ロータディスク１１０、１２０は、互いに所定の距離だけ間隔を置いて配置される。ロータディスク１１０、１２０の各々は、図示した第１のタービンブレード１３０及び第２のタービンブレード１４０を含むタービンブレードを支持する。ステータ１５０又は同様な固定構造体は、タービンブレード１３０、１４０間及びディスク１１０、１２０の部分間に突出することができる。本明細書では、同様な設計を使用することができる。
【００１２】
タービンセクション１００はさらに、本明細書に説明するようなシールリング１６０を含むことができる。シールリング１６０は、該シールリング１６０の第１の端部１７０において第１のロータディスク１１０に取付けることができまた該シールリング１６０の第２の端部１８０において第２のロータディスク１２０に取付けることができる。シールリング１６０は、第１の溶接部１９０によって第１の端部１７０にまた第２の溶接部１９５によって第２の端部１８０に取付けることができる。本明細書では、その他のタイプの連結手段を使用することもできる。溶接部１９０、１９５は、連続したもの又は断続したものとすることができる。シールリング１６０は、あらゆる数のラビリンス歯２００又は同様なタイプのシールを含むことができる。ラビリンス歯２００は、ステータ１５０に面するように配置することができる。あらゆる数のラビリンス歯２００を使用することができる。ラビリンス歯２００は、あらゆる所望の寸法及び形状を有することができる。
【００１３】
使用中に、シールリング１６０は、ラビリンス歯２００を使用することによって漏洩を適切に防止する。シールリング１６０自体はまた、それを通してトルクを伝達する。溶接部１９０、１９５を使用することにより、公知の設計で使用するようなナット及びボルトを排除して、軽量設計を可能にするようにする。シールリング１６０はさらに、スペーサの使用を排除して、タービン４０全体のコスト及び重量を低減するようにする。さらに、従ってシール変位量を最小にして、より良好な間隙を設けるようにする。より少ない部品の使用を可能にして、全体コストも同様に低減することができる。シールリング１６０は、あらゆるタイプの回転部品間で使用することができる。
【００１４】
上記の説明は本発明の一部の実施形態のみに関するものであること並びに本明細書において当業者は特許請求の範囲及びその均等物によって定まる本発明の一般的技術思想及び技術的範囲から逸脱せずに多くの変更及び修正を加えることができることを理解されたい。
【符号の説明】
【００１５】
１０ ガスタービンエンジン
２０ 圧縮機
３０ 燃焼器
４０ タービン
５０ 外部負荷
１００ タービンセクション
１１０ 第１のロータ
１２０ 第２のロータ
１３０ 第１のブレード
１４０ 第２のブレード
１５０ ステータ
１６０ シールリング
１７０ 第１の端部
１８０ 第２の端部
１９０ 第１の溶接部
１９５ 第２の溶接部
２００ 歯
【技術分野】
【０００１】
本発明は、総括的にはガスタービンエンジン及び航空機に関し、より具体的には、溶接段間シール及びトルク伝達リングに関する。
【背景技術】
【０００２】
多段タービンは一般的に、段間に配置されたスペーシング装置及び段間シールを含む。スペーシング装置は、各タービン段間に所定の間隔を維持する。段間シールは、先行段によって加圧されたガスの漏洩を防止する。具体的には、段間シールは、２つの回転ディスク間に設置することができ、またタービンノズルと協働して該タービンノズル間に流体シールを構成して、該タービンノズル間を通しての漏洩を防止又は制限するようにすることができる。航空機エンジンは、同様な設計を使用することができる。
【０００３】
しかしながら、そのような段間シールは、その保全性及び信頼性についての問題を有する可能性がある。例えば、作動時における不均等温度分布により、段間シール内には比較的大きな張力が生じる可能性がある。そのような力は、ライフサイクル疲労に悪影響を与えるおそれがあり、また段間シール内に割れを拡大させるおそれさえある。さらに、公知の段間シールは一般的に、ボルト又はその他のタイプの機械的連結手段によってロータ或いはその他の場所に取付けることができる。これらの連結部は、タービンシステム全体を複雑にしかつ該タービンシステム全体に対して重量を付加することになる傾向がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４６４５４２４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、改良型の段間シールに対する願望が存在する。そのようなシールは、適切なガス流れシール作用及びトルク伝達作用を行なうことができると同時に、取付けが容易でありかつ比較的軽量であるのが好ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
従って、本発明は、タービンセクションについて記述する。本タービンセクションは、一対のロータと、一対のロータ間に配置されたシールリングと、シールリングの第１の端部における第１の溶接部及び該シールリングの第２の端部における第２の溶接部とを含むことができる。
【０００７】
本発明はさらに、ガスタービンエンジンのタービンセクションを提供する。本タービンセクションは、互いに間隔を置いて配置された一対のロータと、一対のロータ間に配置されたシールリングと、シールリングの第１の端部における第１の溶接部及び該シールリングの第２の端部における第２の溶接部と、シールリング上に配置された幾つかの歯とを含むことができる。
【０００８】
本発明のこれらの及びその他の特徴は、幾つかの図面及び特許請求の範囲と関連させてなした以下の詳細な説明を精査することにより、当業者には明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ガスタービンエンジンの概略図。
【図２】本明細書に説明するような段間シールリングを備えたタービンセクションの一部分の側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、幾つかの図全体を通して同じ参照符号が同様な要素を表している図面を参照すると、図１は、ガスタービンエンジン１０の概略図を示している。公知なように、ガスタービンエンジン１０は、流入空気の流れを加圧する圧縮機２０を含むことができる。圧縮機２０は、加圧空気の流れを燃焼器３０に送給する。燃焼器３０は、加圧空気の流れを加圧燃料の流れと混合しかつその混合気を点火燃焼させる。（単一の燃焼器３０のみを示しているが、ガスタービンエンジンは、あらゆる数の燃焼器３０を含むことができる。）次に、高温燃焼ガスが、タービン４０に送給される。高温燃焼ガスは、タービン４０を駆動して、機械的仕事を産生するようにする。タービン４０で産生された機械的仕事は、圧縮機２０を駆動しかつ発電機などのような外部負荷５０を駆動する。ガスタービンエンジン１０は、天然ガス、様々なタイプの合成ガス及びその他のタイプの燃料を使用することができる。ガスタービンエンジン１０は、その他の構成を有することができ、また本明細書ではその他のタイプの構成要素を使用することができる。
【００１１】
図２は、上記のタービン４０、航空機、又は回転ディスクを備えたその他のタイプの装置の一部とすることができるタービンセクション１００を示している。タービンセクション１００は、図示した第１のロータディスク１１０及び第２のロータディスク１２０を含むあらゆる数のロータディスクを含むことができる。ロータディスク１１０、１２０は、互いに所定の距離だけ間隔を置いて配置される。ロータディスク１１０、１２０の各々は、図示した第１のタービンブレード１３０及び第２のタービンブレード１４０を含むタービンブレードを支持する。ステータ１５０又は同様な固定構造体は、タービンブレード１３０、１４０間及びディスク１１０、１２０の部分間に突出することができる。本明細書では、同様な設計を使用することができる。
【００１２】
タービンセクション１００はさらに、本明細書に説明するようなシールリング１６０を含むことができる。シールリング１６０は、該シールリング１６０の第１の端部１７０において第１のロータディスク１１０に取付けることができまた該シールリング１６０の第２の端部１８０において第２のロータディスク１２０に取付けることができる。シールリング１６０は、第１の溶接部１９０によって第１の端部１７０にまた第２の溶接部１９５によって第２の端部１８０に取付けることができる。本明細書では、その他のタイプの連結手段を使用することもできる。溶接部１９０、１９５は、連続したもの又は断続したものとすることができる。シールリング１６０は、あらゆる数のラビリンス歯２００又は同様なタイプのシールを含むことができる。ラビリンス歯２００は、ステータ１５０に面するように配置することができる。あらゆる数のラビリンス歯２００を使用することができる。ラビリンス歯２００は、あらゆる所望の寸法及び形状を有することができる。
【００１３】
使用中に、シールリング１６０は、ラビリンス歯２００を使用することによって漏洩を適切に防止する。シールリング１６０自体はまた、それを通してトルクを伝達する。溶接部１９０、１９５を使用することにより、公知の設計で使用するようなナット及びボルトを排除して、軽量設計を可能にするようにする。シールリング１６０はさらに、スペーサの使用を排除して、タービン４０全体のコスト及び重量を低減するようにする。さらに、従ってシール変位量を最小にして、より良好な間隙を設けるようにする。より少ない部品の使用を可能にして、全体コストも同様に低減することができる。シールリング１６０は、あらゆるタイプの回転部品間で使用することができる。
【００１４】
上記の説明は本発明の一部の実施形態のみに関するものであること並びに本明細書において当業者は特許請求の範囲及びその均等物によって定まる本発明の一般的技術思想及び技術的範囲から逸脱せずに多くの変更及び修正を加えることができることを理解されたい。
【符号の説明】
【００１５】
１０ ガスタービンエンジン
２０ 圧縮機
３０ 燃焼器
４０ タービン
５０ 外部負荷
１００ タービンセクション
１１０ 第１のロータ
１２０ 第２のロータ
１３０ 第１のブレード
１４０ 第２のブレード
１５０ ステータ
１６０ シールリング
１７０ 第１の端部
１８０ 第２の端部
１９０ 第１の溶接部
１９５ 第２の溶接部
２００ 歯
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンセクション（１００）であって、
一対のロータ（１１０、１２０）と、
前記一対のロータ（１１０、１２０）間に配置されたシールリング（１６０）と、
前記シールリング（１６０）の第１の端部（１７０）における第１の溶接部（１９０）及び該シールリング（１６０）の第２の端部（１８０）における第２の溶接部（１９５）と
を備えるタービンセクション（１００）。
【請求項２】
前記一対のロータ（１１０、１２０）に取付けられた一対のタービンブレード（１３０、１４０）をさらに含む、請求項１記載のタービンセクション（１００）。
【請求項３】
前記一対のロータ（１１０、１２０）間に配置されたステータ（１５０）をさらに含む、請求項１記載のタービンセクション（１００）。
【請求項４】
前記第１及び第２の溶接部（１９０、１９５）が連続溶接部（１９０）を含む、請求項１記載のタービンセクション（１００）。
【請求項５】
前記第１及び第２の溶接部（１９０、１９５）が断続溶接部（１９０）を含む、請求項１記載のタービンセクション（１００）。
【請求項６】
前記シールリング（１６０）が複数の歯（２００）を含む、請求項１記載のタービンセクション（１００）。
【請求項７】
前記複数の歯（２００）が複数のラビリンス歯（２００）を含む、請求項６記載のタービンセクション（１００）。
【請求項８】
前記シールリング（１６０）が前記一対のロータ（１１０、１２０）間でトルクを伝達する、請求項１記載のタービンセクション（１００）。
【請求項１】
タービンセクション（１００）であって、
一対のロータ（１１０、１２０）と、
前記一対のロータ（１１０、１２０）間に配置されたシールリング（１６０）と、
前記シールリング（１６０）の第１の端部（１７０）における第１の溶接部（１９０）及び該シールリング（１６０）の第２の端部（１８０）における第２の溶接部（１９５）と
を備えるタービンセクション（１００）。
【請求項２】
前記一対のロータ（１１０、１２０）に取付けられた一対のタービンブレード（１３０、１４０）をさらに含む、請求項１記載のタービンセクション（１００）。
【請求項３】
前記一対のロータ（１１０、１２０）間に配置されたステータ（１５０）をさらに含む、請求項１記載のタービンセクション（１００）。
【請求項４】
前記第１及び第２の溶接部（１９０、１９５）が連続溶接部（１９０）を含む、請求項１記載のタービンセクション（１００）。
【請求項５】
前記第１及び第２の溶接部（１９０、１９５）が断続溶接部（１９０）を含む、請求項１記載のタービンセクション（１００）。
【請求項６】
前記シールリング（１６０）が複数の歯（２００）を含む、請求項１記載のタービンセクション（１００）。
【請求項７】
前記複数の歯（２００）が複数のラビリンス歯（２００）を含む、請求項６記載のタービンセクション（１００）。
【請求項８】
前記シールリング（１６０）が前記一対のロータ（１１０、１２０）間でトルクを伝達する、請求項１記載のタービンセクション（１００）。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−４７４０３（Ｐ２０１１−４７４０３Ａ）
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８７７４４（Ｐ２０１０−１８７７４４）
【出願日】平成２２年８月２５日（２０１０．８．２５）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２５日（２０１０．８．２５）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
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