(57)【要約】  ガスタービンのシール装置及びガスタービン、航空用エンジンにおいて、タービン（１３）の動翼（２８）のプラットフォーム（４２）と静翼（２７）の内側シュラウド（４６）との間に設けられる第１シール部（５１）と、動翼（２８）と静翼（２７）との間のディスクキャビティ（５２）に開口部（５３）を介して連通する閉空間部（５４）を有する音響ダンパ（５５）とを設けることで、少量のパージ空気でタービン本体内への燃焼ガスの侵入を抑制可能とすることでガスタービン効率の向上を図る。
2016143230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービン動翼のプラットフォームとタービン静翼の内側シュラウドとの間に設けられるシール部と、
前記タービン動翼と前記タービン静翼との間のディスクキャビティに開口部を介して連通する閉空間部を有する音響ダンパと、
を備えることを特徴とするガスタービンのシール装置。
【請求項２】
前記閉空間部は、前記内側シュラウドにおける径方向の内側に配置されることを特徴とする請求項１に記載のガスタービンのシール装置。
【請求項３】
前記シール部は、前記内側シュラウドより径方向の内側に所定隙間を空けて前記プラットフォームが配置されることで構成される第１シール部を有し、前記開口部は、前記第１シール部とタービン軸心方向に対向して設けられることを特徴とする請求項２に記載のガスタービンのシール装置。
【請求項４】
前記シール部は、前記内側シュラウドより径方向の内側に所定隙間を空けて前記プラットフォームが配置されることで構成される第１シール部と、前記第１シール部より径方向の内側に設けられる第２シール部とを有し、前記開口部は、前記第２シール部の径方向の外側に設けられることを特徴とする請求項２に記載のガスタービンのシール装置。
【請求項５】
前記シール部は、前記内側シュラウドより径方向の内側に所定隙間を空けて前記プラットフォームが配置されることで構成される第１シール部と、前記第１シール部より径方向の内側に設けられる第２シール部とを有し、前記開口部は、前記第１シール部と前記第２シール部との径方向における間に設けられることを特徴とする請求項２に記載のガスタービンのシール装置。
【請求項６】
前記シール部は、前記内側シュラウドより径方向の内側に所定隙間を空けて前記プラットフォームが配置されることで構成される第１シール部と、前記第１シール部より径方向の内側に設けられる第２シール部とを有し、前記開口部は、前記第１シール部とタービン軸心方向に対向して設けられる第１開口部と、前記第２シール部の径方向の外側に設けられる第２開口部を有することを特徴とする請求項２に記載のガスタービンのシール装置。
【請求項７】
前記閉空間部は、径方向の外側に位置する第１閉空間部と、径方向の内側に位置する第２閉空間部とを有し、前記第１開口部が前記第１閉空間部に設けられ、前記第２開口部が前記第２閉空間部に設けられることを特徴とする請求項６に記載のガスタービンのシール装置。
【請求項８】
前記閉空間部は、前記プラットフォームにおける径方向の内側に配置されることを特徴とする請求項１に記載のガスタービンのシール装置。
【請求項９】
前記シール部は、前記内側シュラウドより径方向の内側に所定隙間を空けて前記プラットフォーム側からシールフィンが延出されることで構成され、前記シールフィンより径方向の内側に前記閉空間部が設けられ、前記開口部は、前記シールフィンに設けられることを特徴とする請求項８に記載のガスタービンのシール装置。
【請求項１０】
前記プラットフォームにおける径方向の内側で軸方向における前部シール板及び後部シール板により前記閉空間部が設けられ、前記開口部は、前記後部シール板に設けられることを特徴とする請求項８に記載のガスタービンのシール装置。
【請求項１１】
前記閉空間部は、周方向に沿って設けられることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のガスタービンのシール装置。
【請求項１２】
前記閉空間部は、仕切板により周方向に複数分割されることを特徴とする請求項１１に記載のガスタービンのシール装置。
【請求項１３】
圧縮機と燃焼器とタービンを有するガスタービンにおいて、
前記タービンに請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載のガスタービンのシール装置が設けられる、
ことを特徴とするガスタービン。
【請求項１４】
圧縮機と燃焼器とタービンを有する航空用エンジンにおいて、
前記タービンに請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載のガスタービンのシール装置が設けられる、
ことを特徴とする航空用エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、圧縮した高温・高圧の空気に対して燃料を供給して燃焼し、発生した燃焼ガスをタービンに供給して回転動力を得るガスタービンにおいて、タービン静翼とタービン動翼との隙間から高温ガスがタービン本体内に侵入するのを防止するためのシール装置及びガスタービン、航空用エンジンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的なガスタービンは、圧縮機と燃焼器とタービンにより構成されている。圧縮機は、空気取入口から取り込まれた空気を圧縮することで高温・高圧の圧縮空気とする。燃焼器は、この圧縮空気に対して燃料を供給して燃焼させることで高温・高圧の燃焼ガスを得る。タービンは、この燃焼ガスにより駆動し、同軸上に連結された発電機を駆動する。【０００３】
タービンは、燃焼器で生成された高温・高圧の燃焼ガスが燃焼ガス通路にある複数の静翼と動翼を通過することでロータが駆動回転する。この燃焼ガスは、動翼と静翼の隙間からタービン本体内に侵入することを防止するため、リムシールと呼ばれるシール装置が設けられている。このリムシールは、パージ空気を動翼と静翼の隙間に形成されるディスクキャビティに供給し、このディスクキャビティのパージ空気を動翼と静翼の隙間に向けて噴出させることで、燃焼ガスの侵入を防止するものである。このようなリムシールとしては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０７７８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、燃焼ガス通路は、周方向に複数の静翼及び動翼が所定間隔で配置されており、この複数の静翼及び動翼により周方向に非一様な圧力分布が形成される。すると、高圧の領域では、燃焼ガスが動翼と静翼の隙間からタービン内部に侵入し、低圧の領域では、ディスクキャビティのパージ空気が動翼と静翼の隙間から燃焼ガス通路に侵入する。そのため、上述した特許文献１に記載されたように、多重のシールを配置したとしても、動翼と静翼の隙間からの燃焼ガスの侵入を十分に防止することが困難となる。一方で、燃焼ガスの侵入を防止するために、パージ空気を増量することが考えられるが、このパージ空気は圧縮機から抽気したものであり、ガスタービン効率が低下してしまう。【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、少量のパージ空気によりタービン本体内への燃焼ガスの侵入を抑制可能とすることでガスタービン効率の向上を図るガスタービンのシール装置及びガスタービン、航空用エンジンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための本発明のガスタービンのシール装置は、タービン動翼のプラットフォームとタービン静翼の内側シュラウドとの間に設けられるシール部と、前記タービン動翼と前記タービン静翼との間のディスクキャビティに開口部を介して連通する閉空間部を有する音響ダンパと、を備えることを特徴とするものである。【０００８】
従って、燃焼ガス通路の燃焼ガスがプラットフォームと内側シュラウドとの間の隙間からタービン内に侵入しようとすると、燃焼ガスと共にその圧力波が開口部を介して閉空間部に導入され、この圧力波による音響エネルギが内部で共鳴することにより減衰される。その結果、燃焼ガス通路における周方向に非一様な圧力分布がシール部に至るまでに減衰されて周方向に一様な圧力分布となり、従来よりも少量のパージ空気でタービン本体内への燃焼ガスの侵入を抑制することができ、ガスタービン効率を向上することができる。【０００９】
本発明のガスタービンのシール装置では、前記閉空間部は、前記内側シュラウドにおける径方向の内側に配置されることを特徴としている。【００１０】
従って、閉空間部を静止側である内側シュラウドに設けることから、構造を簡素化することができる。【００１１】
本発明のガスタービンのシール装置では、前記シール部は、前記内側シュラウドより径方向の内側に所定隙間を空けて前記プラットフォームが配置されることで構成される第１シール部を有し、前記開口部は、前記第１シール部とタービン軸心方向に対向して設けられることを特徴としている。【００１２】
従って、閉空間部の開口部を第１シール部に対向して設けることで、プラットフォームと内側シュラウドとの間の隙間からタービン内に侵入する燃焼ガスを適正に開口部を介して閉空間部に導入することができ、燃焼ガスの圧力波による音響エネルギを閉空間部で適正に減衰することができる。【００１３】
本発明のガスタービンのシール装置では、前記シール部は、前記内側シュラウドより径方向の内側に所定隙間を空けて前記プラットフォームが配置されることで構成される第１シール部と、前記第１シール部より径方向の内側に設けられる第２シール部とを有し、前記開口部は、前記第２シール部の径方向の外側に設けられることを特徴としている。【００１４】
従って、閉空間部の開口部を第２シール部の外側に設けることで、プラットフォームと内側シュラウドとの間の隙間からタービン内に侵入する燃焼ガスが第２シール部に到達する前に、開口部を介して閉空間部に導入することができ、燃焼ガスの圧力波による音響エネルギを閉空間部で適正に減衰することができる。【００１５】
本発明のガスタービンのシール装置では、前記シール部は、前記内側シュラウドより径方向の内側に所定隙間を空けて前記プラットフォームが配置されることで構成される第１シール部と、前記第１シール部より径方向の内側に設けられる第２シール部とを有し、前記開口部は、前記第１シール部と前記第２シール部との径方向における間に設けられることを特徴としている。【００１６】
従って、閉空間部の開口部を第１シール部と第２シール部の間に設けることで、プラットフォームと内側シュラウドとの間の隙間からタービン内に侵入する燃焼ガスが適正に開口部を介して閉空間部に導入することとなり、燃焼ガスの圧力波による音響エネルギを閉空間部で適正に減衰することができる。【００１７】
本発明のガスタービンのシール装置では、前記シール部は、前記内側シュラウドより径方向の内側に所定隙間を空けて前記プラットフォームが配置されることで構成される第１シール部と、前記第１シール部より径方向の内側に設けられる第２シール部とを有し、前記開口部は、前記第１シール部とタービン軸心方向に対向して設けられる第１開口部と、前記第２シール部の径方向の外側に設けられる第２開口部を有することを特徴としている。【００１８】
従って、異なる位置にある第１シール部と第２シール部に対応して閉空間部の第１開口部と第２開口部を設けることで、プラットフォームと内側シュラウドとの間の隙間からタービン内に侵入する燃焼ガスが適正に各開口部を介して閉空間部に導入することとなり、燃焼ガスの圧力波による音響エネルギを閉空間部で適正に減衰することができる。【００１９】
本発明のガスタービンのシール装置では、前記閉空間部は、径方向の外側に位置する第１閉空間部と、径方向の内側に位置する第２閉空間部とを有し、前記第１開口部が前記第１閉空間部に設けられ、前記第２開口部が前記第２閉空間部に設けられることを特徴としている。【００２０】
従って、２個の開口部に対応して２個の閉空間部を設けることで、各開口部から対応する閉空間部に導入した燃焼ガスの圧力波を適正に減衰することができる。【００２１】
本発明のガスタービンのシール装置では、前記閉空間部は、前記プラットフォームにおける径方向の内側に配置されることを特徴としている。【００２２】
従って、閉空間部を可動側であるプラットフォームに設けることから、燃焼ガスの圧力波を適正に減衰することができる。【００２３】
本発明のガスタービンのシール装置では、前記シール部は、前記内側シュラウドより径方向の内側に所定隙間を空けて前記プラットフォーム側からシールフィンが延出されることで構成され、前記シールフィンより径方向の内側に前記閉空間部が設けられ、前記開口部は、前記シールフィンに設けられることを特徴としている。【００２４】
従って、シールフィンを用いて閉空間部と開口部を設けることで、構造の複雑化を抑制することができる。【００２５】
本発明のガスタービンのシール装置では、前記プラットフォームにおける径方向の内側で軸方向における前部シール板及び後部シール板により前記閉空間部が設けられ、前記開口部は、前記後部シール板に設けられることを特徴としている。【００２６】
従って、既設の空間部を利用して音響ダンパを構成することで、構造の複雑化及び高コスト化を抑制することができる。【００２７】
本発明のガスタービンのシール装置では、前記閉空間部は、周方向に沿って設けられることを特徴としている。【００２８】
従って、動翼及び静翼の周方向における領域で、燃焼ガスの圧力波を適正に減衰することができる。【００２９】
本発明のガスタービンのシール装置では、前記閉空間部は、仕切板により周方向に複数分割されることを特徴としている。【００３０】
従って、閉空間部に仕切板を設けることで、強度を向上することができる。【００３１】
また、本発明のガスタービンは、圧縮機と燃焼器とタービンを有するガスタービンにおいて、前記タービンに前記ガスタービンのシール装置が設けられる、ことを特徴とするものである。【００３２】
従って、燃焼ガスとその圧力波が音響ダンパより減衰されることで、従来よりも少量のパージ空気でタービン本体内への燃焼ガスの侵入を抑制することができ、ガスタービン効率を向上することができる。【００３３】
また、本発明の航空用エンジンは、圧縮機と燃焼器とタービンを有する航空用エンジンにおいて、前記タービンにガスタービンのシール装置が設けられる、ことを特徴とするものである。【００３４】
従って、燃焼ガスとその圧力波が音響ダンパより減衰されることで、従来よりも少量のパージ空気でタービン本体内への燃焼ガスの侵入を抑制することができ、ガスタービン効率を向上することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明のガスタービンのシール装置及びガスタービン、航空用エンジンによれば、タービン動翼とタービン静翼との間のディスクキャビティに開口部を介して連通する閉空間部を有する音響ダンパを設けるので、燃焼ガスとその周方向圧力分布が音響ダンパにより減衰されることで、従来よりも少量のパージ空気でタービン本体内への燃焼ガスの侵入を抑制することができ、ガスタービン効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、第１実施形態のガスタービンのシール装置を表す断面図である。
【図２】図２は、ガスタービンの全体構成を表す概略図である。
【図３】図３は、第２実施形態のガスタービンのシール装置を表す断面図である。
【図４】図４は、第３実施形態のガスタービンのシール装置を表す断面図である。
【図５】図５は、第４実施形態のガスタービンのシール装置を表す断面図である。
【図６】図６は、第５実施形態のガスタービンのシール装置を表す断面図である。
【図７】図７は、第６実施形態のガスタービンのシール装置を表す断面図である。
【図８】図８は、プラットフォーム側における翼根部の空間部を表す概略図である。
【図９】図９は、航空用エンジンの全体構成を表す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下に添付図面を参照して、本発明に係るガスタービンのシール装置及びガスタービン、航空用エンジンの好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。
【００３８】
［第１実施形態］
図２は、第１実施形態のガスタービンの全体構成を表す概略図である。
【００３９】
第１実施形態のガスタービンは、図２に示すように、圧縮機１１と燃焼器１２とタービン１３により構成されている。このガスタービンは、同軸上に図示しない発電機が連結され、発電可能となっている。
【００４０】
圧縮機１１は、空気を取り込む空気取入口２０を有し、圧縮機車室２１内に入口案内翼（ＩＧＶ：Inlet  Guide  Vane）２２が配設されると共に、複数の静翼２３と複数の動翼２４が空気の流動方向（後述するロータ３２の軸方向）に交互に配設されてなり、その外側に抽気室２５が設けられている。この圧縮機１１は、空気取入口２０から取り込まれた空気を圧縮することで高温・高圧の圧縮空気を生成し、車室１４に供給される。
【００４１】
燃焼器１２は、圧縮機１１で圧縮され車室１４に溜められた高温・高圧の圧縮空気と燃料とが供給され、燃焼することで、燃焼ガスを生成する。タービン１３は、タービン車室２６内に複数の静翼２７と複数の動翼２８が燃焼ガスの流動方向（後述するロータ３２の軸方向）に交互に配設されている。そして、このタービン車室２６は、下流側に排気車室２９を介して排気室３０が配設されており、排気室３０は、タービン１３に連結する排気ディフューザ３１を有している。このタービン１３は、燃焼器１２からの燃焼ガスにより駆動し、同軸上に連結された発電機を駆動する。
【００４２】
圧縮機１１と燃焼器１２とタービン１３は、排気室３０の中心部を貫通するようにロータ（回転軸）３２が配置されている。ロータ３２は、圧縮機１１側の端部が軸受部３３により回転自在に支持されると共に、排気室３０側の端部が軸受部３４により回転自在に支持されている。そして、このロータ３２は、圧縮機１１にて、各動翼２４が装着されたディスクが複数重ねられて固定されている。また、タービン１３にて、各動翼２８が装着されたディスクが複数重ねられて固定されており、排気室３０側の端部に発電機の駆動軸が連結されている。
【００４３】
そして、このガスタービンは、圧縮機１１の圧縮機車室２１が脚部３５に支持され、タービン１３のタービン車室２６が脚部３６により支持され、排気室３０が脚部３７により支持されている。
【００４４】
従って、圧縮機１１にて、空気取入口２０から取り込まれた空気が、入口案内翼２２、複数の静翼２３と動翼２４を通過して圧縮されることで高温・高圧の圧縮空気となる。燃焼器１２にて、この圧縮空気に対して所定の燃料が供給され、燃焼する。タービン１３にて、燃焼器１２で生成された高温・高圧の燃焼ガスが、タービン１３における複数の静翼２７と動翼２８を通過することでロータ３２を駆動回転し、このロータ３２に連結された発電機を駆動する。一方、燃焼ガスは、運動エネルギーが排気室３０の排気ディフューザ３１により圧力に変換されて減速されてから大気に放出される。
【００４５】
以下、このように構成されたガスタービンのタービン１３にて、第１実施形態のガスタービンのシール装置について説明する。図１は、第１実施形態のガスタービンのシール装置を表す断面図である。
【００４６】
第１実施形態のガスタービンのシール装置において、図１に示すように、ロータ３２（図２参照）は、その軸方向に沿って複数のタービンディスク４１が所定間隔を空けて一体回転可能に連結されている。タービンディスク４１は、外周部に複数の動翼２８が周方向に所定間隔を空けて固定されている。即ち、タービンディスク４１は、円盤形状をなし、外周部に軸方向に沿った嵌合溝（図示略）が周方向に均等間隔で複数形成されている。動翼２８は、プラットフォーム４２の上部（外側）に翼部が一体に立設され、プラットフォーム４２の下部に嵌合溝に嵌合可能な翼根部４３が一体に形成されている。そのため、動翼２８は、翼根部４３が嵌合溝にスライド嵌合することで、タービンディスク４１に装着される。また、周方向に隣接する各翼根部４３の間の空間部４４は、前部シール板（図示略）及び後部シール板４５により閉塞される。
【００４７】
静翼２７は、基端部がリング形状をなす内側シュラウド４６に固定され、先端部がリング形状をなす外側シュラウド（図示略）に固定されている。静翼２７は、各動翼２８における軸方向の間に配置され、互いに円筒形状をなす内側シュラウド４６と外側シュラウドの間に支持され、周方向に所定間隔を空けて固定されている。そして、外側シュラウドは、翼環（図示略）を介してタービン車室２６に支持されている。内側シュラウド４６は、内側にシールリング保持環４７が固定されている。シールリング保持環４７は、その内側に位置するタービンディスク４１のリム部に対向してシール（図示略）が設けられている。
【００４８】
本実施形態のシール装置５０は、動翼（タービン動翼）２８のプラットフォーム４２と静翼（タービン静翼）２７の内側シュラウド４６との間に設けられる第１シール部５１と、動翼２８と静翼２７との間のディスクキャビティ５２に開口部５３を介して連通する閉空間部５４を有する音響ダンパ５５とを備えている。この場合、第１シール部５１と閉空間部５４は、周方向に連続している。
【００４９】
シール装置５０は、高温ガス（燃焼ガス）Ｇが、動翼２８と静翼２７との間に形成されるディスクキャビティ５２へ侵入することを抑制するものである。高温ガスＧは、動翼２８及び静翼２７が配置されるガス通路を軸方向に流れており、高温ガスＧから分流した一部の高温ガスｇがディスクキャビティ５２に向かって巻き込まれ、動翼２８の翼根部４３やロータ３２付近まで侵入することを、シール装置５０により抑制する。
【００５０】
動翼２８は、プラットフォーム４２における高温ガスＧの流れ方向の下流側に第１緩衝キャビティ６１が設けられている。この第１緩衝キャビティ６１は、静翼２７の内側シュラウド４６における静翼リム６２と高温ガスＧの流れ方向に対向するように形成された凹部である。
【００５１】
第１緩衝キャビティ６１は、ガス通路に面しているプラットフォーム４２における下流側端部４２ａと、径方向の内側でこのプラットフォーム４２からディスクキャビティ５２側に突出する第１シールフィン６３との間に設けられている。そのため、第１緩衝キャビティ６１は、高温ガスＧの流れから分流した高温ガスｇがディスクキャビティ５２に到達する侵入経路において、この高温ガスｇの流れを周方向に均一化する形状となっている。
【００５２】
第１シール部５１は、流路断面積を狭めて径方向の内側、つまり、ディスクキャビティ５２側へ向かう高温ガスｇの流路抵抗を増加させるものであり、高温ガスｇの流れ方向において、第１シールフィン６３と静翼リム６２により構成されている。この第１シールフィン６３は、プラットフォーム４２における第１緩衝キャビティ６１の径方向内側から高温ガスＧの流れ方向の下流側へ延出し、先端部が径方向の外側に屈曲して突出されている。この第１シールフィン６３は、内側シュラウド４６から高温ガスＧの流れ方向の上流側へ延出する静翼リム６２と、径方向に所定隙間を空けて重なるように配置されている。
【００５３】
音響ダンパ５５は、静翼２７の内側シュラウド４６における径方向の内側に配置されている。内側シュラウド４６には、内側にシールリング保持環４７が固定され、内側シュラウド４６及びシールリング保持環４７における高温ガスＧの流れ方向の上流側にバッファプレート６４が配置されている。このバッファプレート６４は、コイルバネ６５及び支持軸６６により支持され、付勢力によりシールリング保持環４７に密着させることで、翼内流路６７を形成している。
【００５４】
バッファプレート６４は、プレート本体６４ａとＬ字断面形状をなす仕切り部６４ｂとを有している。プレート本体６４ａは、下端部がシールリング保持環４７に密着し、上端部が静翼リム６２（内側シュラウド４６）の内面まで延出し、先端部が高温ガスＧの流れ方向の上流側に屈曲して延出するフィン６４ｃが設けられている。そのため、静翼リム６２の内面とフィン６４ｃの外面とが径方向に所定隙間を空けて重なるように配置されることで、開口部５３が形成される。
【００５５】
また、バッファプレート６４は、仕切り部６４ｂの上端部が内側シュラウド４６の内面から内側に突出する突起部４６ａに密着することで、閉空間部５４が形成されている。そして、この閉空間部５４は、開口部５３を介してディスクキャビティ５２に連通している。この場合、開口部５３は、第１シール部５１と高温ガスＧの流れ方向（タービン軸心方向）に対向して設けられている。
【００５６】
この閉空間部５４は、内側シュラウド４６とバッファプレート６４により構成されており、周方向に沿って連続して設けられている。なお、閉空間部５４は、周方向に沿って連続して設ける必要はなく、例えば、閉空間部５４における周方向に所定間隔を空けて仕切板６８を設けることで、閉空間部５４を周方向に複数分割してもよい。また、複数の閉空間部を周方向に断続的に設けてもよい。更に、開口部５３も、周方向に連続していてもよいし、所定間隔を空けて設けてもよい。この場合、開口部５３を少なくとも第１シール部５１に対して軸心方向（高温ガスＧの流れ方向）に対向する位置に設けるとよい。
【００５７】
この音響ダンパ５５は、高温ガスＧの流れから分流した高温ガスｇがディスクキャビティ５２に到達する侵入経路において、この高温ガスｇ及び圧力波を開口部５３から閉空間部５４内に導入することで、圧力波を減衰するようにしている。なお、開口部５３の長さや隙間量、閉空間部５４の形状や容積は、高温ガスｇ周方向圧力分布の波数に応じて予め設定されている。
【００５８】
また、このように構成されたシール装置５０は、静翼２７内に形成されている翼内流路（図示略）を通してシール流体として圧縮空気をディスクキャビティ５２に導入している。圧縮機１１（図２参照）から抽気した冷却空気（圧縮空気）Ｃは、静翼２７内を通って翼内流路６７に導入され、シール空気供給孔６９から噴出される。この冷却空気は、前述したシールのシール空気として使用される。この冷却空気Ｃは、シール空気供給孔６９から噴出された後に一部が分流し、シール７０の隙間を通ってディスクキャビティ５２に流入してパージ空気となる。そのため、ディスクキャビティ５２は、この冷却空気Ｃが導入されることで、所定の圧力に保持され、且つ、冷却される。
【００５９】
ここで、本実施形態のシール装置５０の作用について説明する。
【００６０】
高温ガスＧは、動翼２８及び静翼２７が配置されるガス通路を流れ、一部の高温ガスｇが分流してディスクキャビティ５２に向かって巻き込まれる。一方、冷却空気Ｃは、静翼２７内を通って翼内流路６７に導入され、シール空気供給孔６９から噴出された後、一部がシール７０の隙間を通ってディスクキャビティ５２に流入する。そのため、ディスクキャビティ５２は、この冷却空気Ｃが導入されることで、所定の圧力に保持され、ディスクキャビティ５２への高温ガスｇに流入が抑制される。
【００６１】
ところが、ガス通路は、周方向に所定間隔で複数の静翼２７が所定間隔で配置されていることから、この各静翼２７の上流側で周方向に非一様な圧力分布が形成され、高圧の領域では、高温ガスｇが動翼２８と静翼２７の隙間からディスクキャビティ５２へ侵入するおそれがある。
【００６２】
シール装置５０は、動翼２８と静翼２７の隙間からディスクキャビティ５２への高温ガスｇの侵入を抑制する。即ち、動翼２８と静翼２７の隙間からディスクキャビティ５２に侵入しようとする高温ガスｇは、まず、第１緩衝キャビティ６１へ流入し、ここで攪拌混合されることで、周方向の圧力分布が緩和される。次に、高温ガスｇは、第１シール部５１を通ってディスクキャビティ５２内に浸入しようとする。このとき、第１シール部５１は、音響ダンパ５５の開口部５３が対向していることから、第１シール部５１を通過した高温ガスｇの一部が開口部５３を通って閉空間部５４に導入される。高温ガスｇとその圧力波が閉空間部５４に導入されると、この高温ガスｇの圧力波による音響エネルギは、この閉空間部５４で共鳴することにより減衰される。その結果、周方向の圧力分布がさらに緩和され、第１シール部５１を通過してディスクキャビティ５２内に浸入する高温ガスｇの侵入量が減少する。
【００６３】
このように第１実施形態のガスタービンのシール装置にあっては、タービン１３の動翼２８のプラットフォーム４２と静翼２７の内側シュラウド４６との間に設けられる第１シール部５１と、動翼２８と静翼２７との間のディスクキャビティ５２に開口部５３を介して連通する閉空間部５４を有する音響ダンパ５５とを設けている。
【００６４】
従って、ガス通路の燃焼ガスＧがプラットフォーム４２と内側シュラウド４６との間の隙間からディスクキャビティ５２に侵入しようとすると、燃焼ガスＧと共にその圧力波が開口部５３を介して閉空間部５４に導入され、この圧力波による音響エネルギが内部で共鳴することにより減衰される。その結果、第１シール部５１の周方向圧力分布が均一化され、従来よりも少量のパージ空気でディスクキャビティ５２への燃焼ガスＧの侵入を抑制することで、ガスタービン効率を向上することができる。即ち、圧縮機１１から抽気する圧縮空気量を減少させることができる。
【００６５】
第１実施形態のガスタービンのシール装置では、閉空間部５４を内側シュラウド４６における径方向の内側に配置している。従って、閉空間部５４を静止側である内側シュラウド４６に設けることから、空間部を有効的に利用することで、構造を簡素化することができる。
【００６６】
第１実施形態のガスタービンのシール装置では、内側シュラウド４６より径方向の内側に所定隙間を空けてプラットフォーム４２を配置することで第１シール部５１を設け、開口部５３を第１シール部５１とロータ３２の軸心方向に対向して設けている。従って、プラットフォーム４２と内側シュラウド４６との間の隙間からディスクキャビティ５２内に侵入する燃焼ガスＧを適正に開口部５３を介して閉空間部５４に導入することができ、燃焼ガスＧの圧力波による音響エネルギを閉空間部５４で適正に減衰することができる。
【００６７】
第１実施形態のガスタービンのシール装置では、閉空間部５４を周方向に沿って設けている。従って、動翼２８及び静翼２７の周方向における領域で、燃焼ガスＧの圧力波を適正に減衰することができる。
【００６８】
第１実施形態のガスタービンのシール装置では、閉空間部５４を仕切板６８により周方向に複数分割している。従って、閉空間部５４に１個または複数の仕切板を設けることで、バッファプレート６４の強度を向上することができる。
【００６９】
また、第１実施形態のガスタービンにあっては、圧縮機１１と燃焼器１２とタービン１３を有するガスタービンにおいて、タービン１３にシール装置５０を設けている。従って、燃焼ガスＧとその圧力波が音響ダンパ５５より減衰されることで、従来よりも少量のパージ空気でタービン本体内への燃焼ガスＧの侵入を抑制することができ、ガスタービン効率を向上することができる。
【００７０】
［第２実施形態］
図３は、第２実施形態のガスタービンのシール装置を表す断面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７１】
第２実施形態において、図３に示すように、シール装置８０は、動翼２８のプラットフォーム４２と静翼２７の内側シュラウド４６との間に設けられる第１シール部５１と、第１シール部５１より径方向の内側に設けられる第２シール部７１と、動翼２８と静翼２７との間のディスクキャビティ５２に開口部８１を介して連通する閉空間部８２を有する音響ダンパ８３とを備えている。
【００７２】
動翼２８は、プラットフォーム４２における高温ガスＧの流れ方向の下流側に第１緩衝キャビティ６１が設けられている。この第１緩衝キャビティ６１は、静翼２７の内側シュラウド４６における静翼リム６２と高温ガスＧの流れ方向に対向するように形成された凹部であり、第１シールフィン６３と静翼リム６２により構成されている。
【００７３】
動翼２８は、第１シールフィン６３より内周側には第２緩衝キャビティ７２が設けられている。この第２緩衝キャビティ７２は、第１シールフィン６３の内周面と第２シールフィン７３の外周面により囲まれた空間部である。この第２緩衝キャビティ７２は、第１緩衝キャビティ６１より高温ガスｇがディスクキャビティ５２に到達する侵入経路における下流側に位置している。
【００７４】
音響ダンパ８３は、静翼２７の内側シュラウド４６における径方向の内側に配置されている。内側シュラウド４６には、内側にシールリング保持環４７が固定され、内側シュラウド４６及びシールリング保持環４７における高温ガスＧの流れ方向の上流側にバッファプレート８４が配置されている。このバッファプレート８４は、コイルバネ６５及び支持軸６６により支持され、付勢力によりシールリング保持環４７に密着させることで、翼内流路６７を形成している。
【００７５】
バッファプレート８４は、プレート本体８４ａとＬ字断面形状をなす仕切り部８４ｂとを有している。プレート本体８４ａは、下端部がシールリング保持環４７に密着し、上端部が静翼リム６２（内側シュラウド４６）の内面まで延出し、先端部が高温ガスＧの流れ方向の上流側に屈曲して延出するフィン８４ｃが設けられている。そのため、静翼リム６２の内面とフィン８４ｃの外面とが径方向に所定隙間を空けて重なるように配置されることで、開口部８１が形成される。
【００７６】
また、バッファプレート８４は、仕切り部８４ｂの上端部が内側シュラウド４６の内面から内側に突出する突起部４６ａに密着することで、閉空間部８２が形成されている。そして、この閉空間部８２は、開口部８１を介してディスクキャビティ５２に連通している。この場合、開口部８１は、第１シール部５１と高温ガスＧの流れ方向（タービン軸心方向）に対向して設けられている。この閉空間部８２は、内側シュラウド４６とバッファプレート８４により構成されており、周方向に沿って連続して設けられている。
【００７７】
第２シール部７１は、流路断面積を狭めて径方向の内側、つまり、ディスクキャビティ５２側へ向かう高温ガスｇの流路抵抗を増加させるものであり、高温ガスｇの流れ方向において、第２シールフィン７３とバッファプレート８４により構成されている。この第２シールフィン７３は、後部シール板４５における第１シールフィン６３の径方向内側から高温ガスＧの流れ方向の下流側へ延出し、先端部が径方向の外側に屈曲して突出されている。この第２シールフィン７３は、バッファプレート８４から高温ガスＧの流れ方向の上流側へ延出するフィン８４ｃと、径方向に所定隙間を空けて重なるように配置されている。
【００７８】
バッファプレート８４は、フィン８４ｃの端面に凹んだ湾曲ガイド面８４ｄが形成されており、高温ガスｇを第２シールフィン７３側に案内する。そのため、第２緩衝キャビティ７２は、第１シールフィン６３の内周面と、第２シールフィン７３の外周面と、バッファプレート８４の湾曲ガイド面８４ｄとにより囲まれた空間部となる。そして、音響ダンパ８３の開口部８１は、第２シール部７１の径方向の外側に設けられることとなる。
【００７９】
高温ガスＧは、一部が分流してディスクキャビティ５２に向かって巻き込まれる。このとき、シール装置８０は、ディスクキャビティ５２への高温ガスｇの侵入を抑制する。即ち、動翼２８と静翼２７の隙間からディスクキャビティ５２に侵入しようとする高温ガスｇは、まず、第１緩衝キャビティ６１へ流入し、ここで攪拌混合されることで、周方向の圧力分布が緩和される。次に、高温ガスｇは、第１シール部５１を通ってディスクキャビティ５２内に浸入しようとする。このとき、第１シール部５１は、音響ダンパ８３の開口部８１が対向していることから、第１シール部５１を通過した高温ガスｇの一部が開口部８１を通って閉空間部８２に導入される。高温ガスｇとその圧力波が閉空間部８２に導入されると、この高温ガスｇの圧力波による音響エネルギは、この閉空間部８２で共鳴することにより減衰され、周方向の圧力分布が一層緩和される。
【００８０】
更に、閉空間部８２に導入されなかった高温ガスｇは、第２緩衝キャビティ７２へ流入し、ここで攪拌混合されることで、周方向の圧力分布がより一層緩和される。そして、第２シール部７１によりディスクキャビティ５２内への高温ガスｇの浸入が抑制される。
【００８１】
このように第２実施形態のガスタービンのシール装置にあっては、動翼２８のプラットフォーム４２と静翼２７の内側シュラウド４６との間に設けられる第１シール部５１と、第１シール部５１より径方向の内側に設けられる第２シール部７１と、動翼２８と静翼２７との間のディスクキャビティ５２に開口部８１を介して連通する閉空間部８２を有する音響ダンパ８３とを設け、開口部８１を第２シール部７１の径方向の外側に設けている。
【００８２】
従って、閉空間部８２の開口部８１を第２シール部７１の外側に設けることで、プラットフォーム４２と内側シュラウド４６との間の隙間からディスクキャビティ５２に侵入する燃焼ガスＧが第２シール部７１に到達する前に、開口部８１を介して閉空間部８２に導入することができ、燃焼ガスＧの圧力波による音響エネルギを閉空間部８２で適正に減衰することができる。
【００８３】
［第３実施形態］
図４は、第３実施形態のガスタービンのシール装置を表す断面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８４】
第３実施形態において、図４に示すように、シール装置９０は、動翼２８のプラットフォーム４２と静翼２７の内側シュラウド４６との間に設けられる第１シール部５１と、第１シール部５１より径方向の内側に設けられる第２シール部７１と、動翼２８と静翼２７との間のディスクキャビティ５２に開口部９１を介して連通する閉空間部９２を有する音響ダンパ９３とを備えている。
【００８５】
音響ダンパ９３は、静翼２７の内側シュラウド４６における径方向の内側に配置されている。内側シュラウド４６には、内側にシールリング保持環４７が固定され、内側シュラウド４６及びシールリング保持環４７における高温ガスＧの流れ方向の上流側にバッファプレート９４が配置されている。このバッファプレート９４は、コイルバネ６５及び支持軸６６により支持され、付勢力によりシールリング保持環４７に密着させることで、翼内流路６７を形成している。
【００８６】
内側シュラウド４６は、静翼リム６２の内面から内側に突出する突出部６２ａが設けられている。バッファプレート９４は、プレート本体９４ａとＬ字断面形状をなす仕切り部９４ｂとを有している。プレート本体９４ａは、下端部がシールリング保持環４７に密着し、上端部が静翼リム６２の突出部６２ａの内面まで延出し、先端部が高温ガスＧの流れ方向の上流側に屈曲して延出するフィン９４ｃが設けられている。そのため、静翼リム６２の突出部６２ａの内面とフィン９４ｃの外面とが径方向に所定隙間を空けて重なるように配置されることで、開口部９１が形成される。
【００８７】
また、バッファプレート９４は、仕切り部９４ｂの上端部が内側シュラウド４６の内面から内側に突出する突起部４６ａに密着することで、閉空間部９２が形成されている。そして、この閉空間部９２は、開口部９１を介してディスクキャビティ５２に連通している。この場合、開口部９１は、第１シール部５１と第２シール部７１との径方向における間に設けられている。この閉空間部９２は、内側シュラウド４６とバッファプレート９４により構成されており、周方向に沿って連続して設けられている。
【００８８】
高温ガスＧは、一部が分流してディスクキャビティ５２に向かって巻き込まれる。このとき、シール装置９０は、ディスクキャビティ５２への高温ガスｇの侵入を抑制する。即ち、動翼２８と静翼２７の隙間からディスクキャビティ５２に侵入しようとする高温ガスｇは、まず、第１緩衝キャビティ６１へ流入し、ここで攪拌混合されることで、周方向の圧力分布が緩和される。次に、高温ガスｇは、第１シール部５１を通って第２緩衝キャビティ７２へ流入し、ここで攪拌混合されることで、周方向の圧力分布が更に緩和される。そして、高温ガスｇは、第２シール部７１を通ってディスクキャビティ５２へ侵入しようとする。このとき、第２シール部７１より径方向の外側に音響ダンパ９３の開口部９１が位置していることから、第１シール部５１を通過した高温ガスｇの一部が開口部９１を通って閉空間部９２に導入される。高温ガスｇとその圧力波が閉空間部９２に導入されると、この高温ガスｇの圧力波による音響エネルギは、この閉空間部９２で共鳴することにより減衰され、周方向の圧力分布が一層緩和される。
【００８９】
このように第３実施形態のガスタービンのシール装置にあっては、動翼２８のプラットフォーム４２と静翼２７の内側シュラウド４６との間に設けられる第１シール部５１と、第１シール部５１より径方向の内側に設けられる第２シール部７１と、動翼２８と静翼２７との間のディスクキャビティ５２に開口部９１を介して連通する閉空間部９２を有する音響ダンパ９３とを設け、開口部９１を第１シール部５１と第２シール部７１との径方向における間に設けている。
【００９０】
従って、閉空間部９２の開口部９１を第１シール部５１と第２シール部７１の間に設けることで、プラットフォーム４２と内側シュラウド４６との間の隙間からディスクキャビティ５２に侵入する燃焼ガスＧが適正に開口部９１を介して閉空間部９２に導入することとなり、燃焼ガスＧの圧力波による音響エネルギを閉空間部９２で適正に減衰することができる。
【００９１】
［第４実施形態］
図５は、第４実施形態のガスタービンのシール装置を表す断面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００９２】
第４実施形態において、図５に示すように、シール装置１００は、動翼２８のプラットフォーム４２と静翼２７の内側シュラウド４６との間に設けられる第１シール部５１と、第１シール部５１より径方向の内側に設けられる第２シール部７１と、動翼２８と静翼２７との間のディスクキャビティ５２に開口部１０１，１０２を介して連通する閉空間部１０３，１０４を有する音響ダンパ１０５とを備えている。
【００９３】
音響ダンパ１０５は、静翼２７の内側シュラウド４６における径方向の内側に配置されている。内側シュラウド４６には、内側にシールリング保持環４７が固定され、内側シュラウド４６及びシールリング保持環４７における高温ガスＧの流れ方向の上流側にバッファプレート１０６，１０７が配置されている。バッファプレート１０７は、コイルバネ６５及び支持軸６６により支持され、付勢力によりシールリング保持環４７に密着させることで、翼内流路６７を形成している。バッファプレート１０６は、内側シュラウド４６及びバッファプレート１０７の間に連結されている。
【００９４】
バッファプレート１０６は、突起部１０６ａと、プレート本体１０６ｂとを有している。突起部１０６ａは、内側シュラウド４６の内面から内側に突出し、プレート本体１０６ｂは、この突起部１０６ａから高温ガスＧの流れ方向の上流側に延出し、先端部が外側に屈曲するフィン１０６ｃが設けられている。そのため、静翼リム６２の内面とフィン１０６ｃの外面とが径方向に所定隙間を空けて重なるように配置されることで、第１開口部１０１が形成される。
【００９５】
また、バッファプレート１０７は、プレート本体１０７ａとＬ字断面形状をなす仕切り部１０７ｂとを有している。プレート本体１０７ａは、下端部がシールリング保持環４７に密着し、上端部がバッファプレート１０６の内面まで延出し、先端部が高温ガスＧの流れ方向の上流側に屈曲して延出するフィン１０７ｃが設けられている。そのため、バッファプレート１０６のプレート本体１０６ｂ内面とフィン１０７ｃの外面とが径方向に所定隙間を空けて重なるように配置されることで、第２開口部１０２が形成される。
【００９６】
そして、内側シュラウド４６とバッファプレート１０６により第１閉空間部１０３が形成され、この閉空間部１０３は、第１開口部１０１を介してディスクキャビティ５２に連通している。この場合、第１開口部１０１は、第１シール部５１と高温ガスＧの流れ方向（タービン軸心方向）に対向して設けられている。また、バッファプレート１０６，１０７により第２閉空間部１０４が形成され、この閉空間部１０４は、第２開口部１０２を介してディスクキャビティ５２に連通している。この場合、第２開口部１０２は、第１シール部５１と第２シール部７１との径方向における間に設けられている。
【００９７】
高温ガスＧは、一部が分流してディスクキャビティ５２に向かって巻き込まれる。このとき、シール装置１００は、ディスクキャビティ５２への高温ガスｇの侵入を抑制する。即ち、動翼２８と静翼２７の隙間からディスクキャビティ５２に侵入しようとする高温ガスｇは、まず、第１緩衝キャビティ６１へ流入し、ここで攪拌混合されることで、周方向の圧力分布が緩和される。次に、高温ガスｇは、第１シール部５１を通ってディスクキャビティ５２内に浸入しようとする。このとき、第１シール部５１は、音響ダンパ１０５の第１開口部１０１が対向していることから、第１シール部５１を通過した高温ガスｇの一部が第１開口部１０１を通って閉空間部１０３に導入される。高温ガスｇとその圧力波が第１閉空間部１０３に導入されると、この高温ガスｇの圧力波による音響エネルギは、この第１閉空間部１０３で共鳴することにより減衰され、周方向の圧力分布が一層緩和される。
【００９８】
続いて、高温ガスｇは、第１シール部５１を通って第２緩衝キャビティ７２へ流入し、ここで攪拌混合されることで、周方向の圧力分布が一層緩和される。そして、高温ガスｇは、第２シール部７１を通ってディスクキャビティ５２へ侵入しようとする。このとき、第２シール部７１より径方向の外側に音響ダンパ１０５の第２開口部１０２が位置していることから、第１シール部５１を通過した高温ガスｇの一部が第１開口部１０２を通って第２閉空間部１０４に導入される。高温ガスｇとその圧力波が第２閉空間部１０４に導入されると、この高温ガスｇの圧力波による音響エネルギは、この第２閉空間部１０４で共鳴することにより減衰され、周方向の圧力分布が一層緩和される。
【００９９】
このように第４実施形態のガスタービンのシール装置にあっては、動翼２８のプラットフォーム４２と静翼２７の内側シュラウド４６との間に設けられる第１シール部５１と、第１シール部５１より径方向の内側に設けられる第２シール部７１と、動翼２８と静翼２７との間のディスクキャビティ５２に開口部１０１，１０２を介して連通する閉空間部１０３，１０４を有する音響ダンパ１０５とを設けている。
【０１００】
従って、異なる位置にある第１シール部５１と第２シール部７１に対応して第１、第２開口部１０１，１０２を介して閉空間部１０３，１０４を設けることで、プラットフォーム４２と内側シュラウド４６との間の隙間からディスクキャビティ５２内に侵入する燃焼ガスＧの、周方向の圧力分布を２段階で減衰させることができ、従来よりも少量のパージ空気でディスクキャビティ５２への燃焼ガスＧの侵入を効果的に抑制することができる。
【０１０１】
なお、開口部１０１，１０２の長さや隙間量、閉空間部１０３，１０４の形状や容積は、高温ガスｇの周方向圧力分布の波数に応じて予め設定されている。例えば、静翼２７による周方向圧力分布の波数に応じて開口部１０１の長さや隙間量、閉空間部１０３の形状や容積を設定し、動翼２８による周方向圧力分布の波数に応じて開口部１０２の長さや隙間量、閉空間部１０４の形状や容積を設定することで、静翼２７及び動翼２８に起因する周方向圧力分布を同時に効果的に減衰することができる。
【０１０２】
［第５実施形態］
図６は、第５実施形態のガスタービンのシール装置を表す断面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１０３】
第５実施形態において、図６に示すように、シール装置１１０は、動翼２８のプラットフォーム４２と静翼２７の内側シュラウド４６との間に設けられる第１シール部５１と、第１シール部５１より径方向の内側に設けられる第２シール部７１と、動翼２８と静翼２７との間のディスクキャビティ５２に開口部１１１を介して連通する閉空間部１１２を有する音響ダンパ１１３とを備えている。
【０１０４】
音響ダンパ１１３は、動翼２８のプラットフォーム４２における径方向の内側に配置されている。動翼２８は、翼根部４３がタービンディスク４１に装着されており、周方向に隣接する各翼根部４３の間の空間部４４が前部シール板及び後部シール板４５により閉塞されている。第２シールフィン７３は、後部シール板４５における第１シールフィン６３の径方向の内側から高温ガスＧの流れ方向の下流側へ延出している。第２シール部７１は、高温ガスｇの流れ方向において、静翼リム６２の突出部４６ｂと第２シールフィン７３とにより構成されている。
【０１０５】
バッファプレート１１４は、底部１１４ａと壁部１１４ｂとを有しており、底部１１４ａが後部シール板４５に連結され、壁部１１４ｂは、下端部が底部１１４ａに連結され、上端部が第２シールフィン７３に連結されている。そのため、バッファプレート１１４と後部シール板４５と第２シールフィン７３により閉空間部１１２が形成されている。そして、第２シールフィン７３は、ディスクキャビティ５２と閉空間部１１２を連通する開口部１１１が形成されている。
【０１０６】
なお、内側シュラウド４６には、内側にシールリング保持環４７が固定され、内側シュラウド４６及びシールリング保持環４７における高温ガスＧの流れ方向の上流側にバッファプレート１１５が配置されている。このバッファプレート１１５は、コイルバネ６５及び支持軸６６により支持され、付勢力によりシールリング保持環４７に密着させることで、翼内流路６７を形成している。
【０１０７】
高温ガスＧは、一部が分流してディスクキャビティ５２に向かって巻き込まれる。このとき、シール装置１１０は、ディスクキャビティ５２への高温ガスｇの侵入を抑制する。即ち、動翼２８と静翼２７の隙間からディスクキャビティ５２に侵入しようとする高温ガスｇは、まず、第１緩衝キャビティ６１へ流入し、ここで攪拌混合されることで、周方向の圧力分布が緩和される。次に、高温ガスｇは、第１シール部５１を通って第２緩衝キャビティ７２へ流入し、ここで攪拌混合されることで、周方向の圧力分布が更に緩和される。そして、高温ガスｇは、第２シール部７１を通ってディスクキャビティ５２へ侵入しようとする。このとき、動翼２８側に音響ダンパ１１３の開口部１１１が位置していることから、第１シール部５１を通過した高温ガスｇの一部が開口部１１１を通って閉空間部１１２に導入される。高温ガスｇとその圧力波が閉空間部１１２に導入されると、この高温ガスｇの圧力波による音響エネルギは、この閉空間部１１２で共鳴することにより減衰され、周方向の圧力分布が一層緩和される。
【０１０８】
このように第５実施形態のガスタービンのシール装置にあっては、動翼２８のプラットフォーム４２と静翼２７の内側シュラウド４６との間に設けられる第１シール部５１と、第１シール部５１より径方向の内側に設けられる第２シール部７１と、動翼２８と静翼２７との間のディスクキャビティ５２に開口部１１１を介して連通する閉空間部１１２を有する音響ダンパ１１３とを設け、この音響ダンパ１１３をプラットフォーム４２における径方向の内側に配置している。
【０１０９】
従って、閉空間部１１２の開口部１１１を第１シール部５１と第２シール部７１の間に設けることで、プラットフォーム４２と内側シュラウド４６との間の隙間からディスクキャビティ５２に侵入する燃焼ガスＧが適正に開口部１１１を介して閉空間部１１２に導入することとなり、燃焼ガスＧの圧力波による音響エネルギを閉空間部１１２で適正に減衰することができる。この場合、閉空間部１１２を可動側であるプラットフォーム４２に設けることから、燃焼ガスＧの圧力波を適正に減衰することができる。
【０１１０】
このように第５実施形態のガスタービンのシール装置にあっては、第２シール部７１を内側シュラウド４６より径方向の内側に所定隙間を空けて後部シール板４５プラットフォーム４２側の後部シール板４５から第２シールフィン７３を延出して構成し、シールフィン７３より径方向の内側に閉空間部１１２を設け、開口部１１１を第２シールフィン７３に設けている。従って、第２シールフィン７３を用いて開口部１１１と閉空間部１１２を設けることで、構造の複雑化を抑制することができる。
【０１１１】
［第６実施形態］
図７は、第６実施形態のガスタービンのシール装置を表す断面図、図８は、プラットフォーム側における翼根部の空間部を表す概略図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１１２】
第６実施形態において、図７及び図８に示すように、シール装置１２０は、動翼２８のプラットフォーム４２と静翼２７の内側シュラウド４６との間に設けられる第１シール部５１と、第１シール部５１より径方向の内側に設けられる第２シール部７１と、動翼２８と静翼２７との間のディスクキャビティ５２に開口部１２１を介して連通する空間部（閉空間部）４４を有する音響ダンパ１２２とを備えている。
【０１１３】
音響ダンパ１２２は、動翼２８のプラットフォーム４２における径方向の内側に配置されている。動翼２８は、翼根部４３がタービンディスク４１に装着されており、周方向に隣接する各翼根部４３の間の空間部４４が前部シール板及び後部シール板４５により閉塞されている。第２シールフィン７３は、後部シール板４５における第１シールフィン６３の径方向の内側から高温ガスＧの流れ方向の下流側へ延出している。第２シール部７１は、高温ガスｇの流れ方向において、静翼リム６２の突出部４６ｂと第２シールフィン７３とにより構成されている。
【０１１４】
空間部４４は、本発明の閉空間部として機能する。そして、後部シール板４５は、ディスクキャビティ５２と空間部４４を連通するように、第２シールフィン７３より径方向外側に開口部１２１が形成されている。
【０１１５】
高温ガスＧは、一部が分流してディスクキャビティ５２に向かって巻き込まれる。このとき、シール装置１２０は、ディスクキャビティ５２への高温ガスｇの侵入を抑制する。即ち、動翼２８と静翼２７の隙間からディスクキャビティ５２に侵入しようとする高温ガスｇは、まず、第１緩衝キャビティ６１へ流入し、ここで攪拌混合されることで、周方向の圧力分布が緩和される。次に、高温ガスｇは、第１シール部５１を通って第２緩衝キャビティ７２へ流入し、ここで攪拌混合されることで、周方向の圧力分布が緩和される。そして、高温ガスｇは、第２シール部７１を通ってディスクキャビティ５２へ侵入しようとする。このとき、動翼２８側に音響ダンパ１２２の開口部１２１が位置していることから、第１シール部５１を通過した高温ガスｇの一部が開口部１２１を通って空間部４４に導入される。高温ガスｇとその圧力波が空間部４４に導入されると、この高温ガスｇの圧力波による音響エネルギは、この空間部４４で共鳴することにより減衰され、周方向の圧力分布が一層緩和される。
【０１１６】
このように第６実施形態のガスタービンのシール装置にあっては、プラットフォーム４２における径方向の内側で軸方向における前部シール板及び後部シール板４５により空間部４４を設け、開口部１２１を後部シール板４５に設けている。従って、既設の空間部４４を利用して音響ダンパ１２２を構成することで、構造の複雑化及び高コスト化を抑制することができる。
【０１１７】
［第７実施形態］
図９は、航空用エンジンの全体構成を表す概略図である。
【０１１８】
第７実施形態において、図９に示すように、航空用エンジン２００は、ガスタービンであって、ファンケーシング２１１と本体ケーシング２１２とを有し、ファンケーシング２１１内にファン２１３が収容され、本体ケーシング２１２内に圧縮機２１４と燃焼器２１５とタービン２１６が収容されて構成されている。
【０１１９】
ファン２１３は、回転軸２２１の外周部に複数のファンブレード２２２が装着されて構成されている。圧縮機２１４は、低圧コンプレッサ２２３と高圧コンプレッサ２２４とを有している。燃焼器２１５は、圧縮機２１４より圧縮空気の長方向の下流側に配置され、周方向に複数配置されている。タービン２１６は、燃焼器２１５より燃焼ガスの流れ方向の下流側に配置され、高圧タービン２２５と低圧タービン２２６とを有している。そして、ファン２１３の回転軸２２１と低圧コンプレッサ２２３とが連結され、低圧コンプレッサ２２３と低圧タービン２２６とが第１ロータ軸２２７により連結されている。また、高圧コンプレッサ２２４と高圧タービン２２５とが、第１ロータ軸２２７の外周側に位置する円筒形状をなす第２ロータ軸２２８により連結されている。
【０１２０】
従って、圧縮機２１４は、空気取入口から取り込まれた空気が低圧コンプレッサ２２３と高圧コンプレッサ２２４における図示しない複数の静翼と動翼を通過することで圧出され、高温・高圧の圧縮空気を生成する。燃焼器２１５は、この圧縮空気に対して所定の燃料を供給することで燃焼し、高温・高圧の燃焼ガスを生成する。タービン２１６は、燃焼器２１５により生成された燃焼ガスが高圧タービン２２５及び低圧タービン２２６における図示しない複数の静翼と動翼を通過することで駆動回転する。この場合、低圧タービン２２６の回転力が第１ロータ軸２２７により低圧コンプレッサ２２３に伝達されて駆動する。また、高圧タービン２２５の回転力が第２ロータ軸２２８により高圧コンプレッサ２２４に伝達されて駆動する。その結果、ファン２１３を駆動することができると共に、タービン２１６から排出される排気ガスにより推力を得ることができる。
【０１２１】
この航空用エンジン２００において、タービン２１６の動翼のプラットフォームと静翼の内側シュラウドとの間に設けられる第１シール部と、動翼と静翼との間のディスクキャビティに開口部を介して連通する閉空間部を有する音響ダンパ５５を設けている。従って、航空用エンジン２００であっても、少量のパージ空気によりタービン本体内への燃焼ガスの侵入を抑制可能とすることでガスタービン効率の向上することができる。
【符号の説明】
【０１２２】
１１  圧縮機
１２  燃焼器
１３  タービン
１４  車室
２０  空気取入口
２１  圧縮機車室
２２  入口案内翼
２３  静翼
２４  動翼
２５  抽気室
２６  タービン車室
２７  静翼
２８  動翼
２９  排気車室
３０  排気室
３１  排気ディフューザ
３２  ロータ（回転軸）
３３，３４  軸受部
３５，３６，３７  脚部
４１  タービンディスク
４２  プラットフォーム
４３  翼根部
４４  空間部
４５  後部シール板
４６  内側シュラウド
４７  シールリング保持環
５０，８０，９０，１００，１１０，１２０  シール装置
５１  第１シール部
５２  ディスクキャビティ
５３，８１，９１，１０１，１０２，１１１，１２１  開口部
５４，８２，９２，１０３，１０４，１１２  閉空間部
５５，８３，９３，１０５，１１３，１２２  音響ダンパ
６１  第１緩衝キャビティ
６２  静翼リム
６３  第１シールフィン
６４，８４，９４，１０６，１０７，１１４，１１５  バッファプレート
６５  コイルバネ
６６  支持軸
６７  翼内流路
６８  仕切板
６９  シール空気供給孔
７１  第２シール部
７２  第２緩衝キャビティ
７３  第２シールフィン
２００  航空用エンジン
２１４  圧縮機
２１５  燃焼器
２１６  タービン
Ｇ，ｇ  高温ガス（燃焼ガス）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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