(57)【要約】【課題】相対的に熱伸びする環状部とダクトとの連結部に用いるシール装置を安価に製作する。【解決手段】ダクトとしてのディフューザ内筒２の一端部の外周面部に、環状の凹部２０を外向きに形成する。凹部２０内に、板ばね２２、リング状のプレート２３、シールロープ２１を順次配置する。シールロープ２１を、環状部としてのガスタービン排気出口部１の内周面に押し付ける。シールロープ２１は、ロープにカーボンをしみ込ませたものを環状に配置する。リング状のプレート２３は切断端部を有し、径方向へ拡縮可能とする。板ばね２２はジグザグ状に形成し、リング状に湾曲させて配置する。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状部の内側に位置するダクトの外周面部に環状の凹部を形成し、該凹部内にシールロープを上記環状部の内周面に接するように環状に配置し、且つ上記シールロープの内側に該シールロープを環状部の内周面に押し付けるための押付手段を配設してなる構成を有することを特徴とする環状部へのダクト連結部のシール装置。
【請求項２】
ダクトの内側に位置する環状部の外周面部に環状の凹部を形成し、該凹部内にシールロープを上記ダクトの内周面に接するように環状に配置し、且つ上記シールロープの内側に該シールロープをダクトの内周面に押し付けるための押付手段を配設してなる構成を有することを特徴とする環状部へのダクト連結部のシール装置。
【請求項３】
押付手段を、ばね部材とした請求項１又は２記載の環状部へのダクト連結部のシール装置。
【請求項４】
ばね部材を、長手方向に沿い順次互い違いにくの字状に折り曲げ形成した板ばねとし、該板ばねをリング状に湾曲させて凹部内に配置するようにした請求項３記載の環状部へのダクト連結部のシール装置。
【請求項５】
板ばねとシールロープとの間に、切断端部を有するリング状のプレートを挟み込ませるようにした請求項４記載の環状部へのダクト連結部のシール装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガスタービンの排気出口部の如き環状部に排気ディフューザの如きダクトを連結する場合の如き環状部へダクトを連結する部分で用いるシール装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ガスタービンは、圧縮機で圧縮した空気に燃料を混合して燃焼させ、それによって生じる高温高圧の燃焼空気流で直接タービンのロータを高速回転させて動力を得るようにしたもので、その際、排気を使って、たとえば、再生熱交換を行わせる等、廃熱が有効に利用されている。
【０００３】
この場合、ガスタービンの排気出口部に、設備側に排気ガスを導くために排気ディフューザが連結されるが、ガスタービンと排気ディフューザはそれぞれ別々の固定部材に支持されるため、シール性を維持しつつ両者の熱伸びを吸収させることが必要となる。
【０００４】
そのため、図７にその一例の概略を示す如く、環状部としてのガスタービンの排気出口部１に、ディフューザ内筒２とディフューザ外筒３とからなるダクトとしての排気ディフューザ４における上記ディフューザ内筒２の一端部をシール装置５を介して連結し、更に、上記ディフューザ外筒３の中間部を、環状部としての排気コレクタ７の排気室ケーシング８にシール装置６を介して連結するようにしてある。
【０００５】
上記シール装置５は、図８に拡大して示す如く、ダクトとしてのディフューザ内筒２の一端部の外周面部に環状の段差９を設けると共に、該段差９に合わせてディフューザ内筒２の端面にフランジプレート１０をボルト１１にて取り付けて環状の凹部１２を外向きに形成し、且つ該凹部１２内に、ピストンリング１３を、環状部としてのガスタービン排気出口部１の内周面に押接するように嵌設し、ピストンリング１３との摺動面となる凹部１２の内側面及びガスタービン排気出口部１の内周面にピストンリング摺動用のコーティング加工を施した状態として、ガスタービンと排気ディフューザ４との熱伸びの差をピストンリング１３の軸方向及び径方向の摺動により吸収させるようにしてある。
【０００６】
一方、上記シール装置６は、基本的に、シール装置５の構成の内外方向の関係を逆にしたもので、図９に示す如く、排気コレクタ７における排気室ケーシング８の環状部としてのディフューザ貫通孔部１４の外側面に、断面Ｌ字状のフランジプレート１５をボルト１１により取り付けて、内側面にコーティング加工を施した環状の凹部１６を内向きに形成し、且つ該凹部１６内に、ピストンリング１７を、ダクトとしてのディフューザ外筒３の外周部に取り付けた補助ダクト１８のコーティング加工された外周面に押接するように嵌設し、該ピストンリング１７の軸方向及び径方向の摺動により排気ディフューザ４と排気コレクタ７側との熱伸びの差を吸収させるようにしてある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のシール装置５や６の場合、環状部及びダクトの形状（曲率など）や材質によって、ピストンリング１３、１７やコーティングの加工条件が大きく異なるので、製品ごとに加工の条件出しが必要不可欠である。特に、開発試作段階で環状部及びダクトの形状や材質が変更になる可能性がある場合、
加工の条件出しや再製作に係るコストが嵩むと共に期間も長くなる問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、製作コストの削減及び制作期間の短縮化を図ることができるようにしようとすると共に、環状部やダクトの形状、材質等の変更に際しても容易に対応することができるような環状部へのダクト連結部のシール装置を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、環状部の内側に位置するダクトの外周面部に環状の凹部を形成し、該凹部内にシールロープを上記環状部の内周面に接するように環状に配置し、且つ上記シールロープの内側に該シールロープを環状部の内周面に押し付けるための押付手段を配設してなる構成とする。
【００１０】
シールロープは、押付手段により環状部の内周面に押し付けられた状態を常時維持できるので、環状部とダクトとの間に熱伸びの差が出てもシール性を確保することができる。
【００１１】
又、ダクトの内側に位置する環状部の外周面部に環状の凹部を形成し、該凹部内にシールロープをダクトの内周面に接するように環状に配置し、且つ上記シールロープの内側に該シールロープをダクトの内周面に押し付けるための押付手段を配設してなる構成とすることにより、シールロープは、押付手段によりダクトの内周面に押し付けられた状態を継続して維持することができる。
【００１２】
更に、押圧手段を、ばね部材とすることによって、シールロープに押付力を確実に付与することができる。
【００１３】
更に又、ばね部材を長手方向に沿い順次互い違いにくの字状に折り曲げ形成した板ばねとし、該板ばねをリング状に湾曲させて凹部内に配置するようにした構成とすることにより、シールロープを環状部又はダクトの内周面に均一に押し付けることができる。
【００１４】
更に又、板ばねとシールロープとの間に、切断端部を有するリングプレート挟み込ませるようにした構成とすることにより、シールロープを環状部又はダクトの内周面により均一に押し付けることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１６】
図１乃至図４は本発明の実施の一形態として、図７に示したと同様に、環状部としてのガスタービン排気出口部１に、該ガスタービン排気出口部１に対し相対的に熱伸びをする排気ディフューザ４におけるダクトとしてのディフューザ内筒２の一端部を内側から連結し、更に、ダクトとしてのディフューザ外筒３の中間部を、排気コレクタ７における排気室ケーシング８の環状部としてのディフューザ貫通孔部１４に内側から連結するようにしてある構成において、ガスタービン排気出口部１にディフューザ内筒２を連結する部分に採用した場合について示す。
【００１７】
すなわち、ディフューザ内筒２の一端部の外周面部に環状の段差１９を設けると共に、該段差１９に合わせてディフューザ内筒２の一端面にフランジプレート１０をボルト１１により取り付けて、ディフューザ内筒２の一端部外周に環状の凹部２０を外向きに形成し、該凹部２０内の外周部位置に、ロープにカーボンをしみ込ませてなる２本のシールロープ２１を、互に接するように並べて環状に配置し、且つ上記凹部２０内の内周部に、上記シールロープ２１をガスタービン排気出口部１の内周面に押し付けるための押付手段としてのばね部材、たとえば、板ばね２２を配設し、更に、該板ばね２２とシールロープ２１との間に、板ばね２２の押付力をシールロープ２１に均等に与えるために切断端部を有するリング状にしたプレート２３を挟み込ませるようにした構成とする。
【００１８】
上記２本のシールロープ２１は、凹部２０内に環状に配置したときに、対峙する両端間に所要の隙間が形成されるようにし、且つこの隙間の位置が隣接するシールロープ２１同士で周方向にずれるようにしてあり、隙間が広狭変化することにより径方向へ拡縮できるようにしてある。
【００１９】
又、上記押付手段としてのばね部材を構成する板ばね２２は、図３（イ）（ロ）に示す如く、長手方向に沿い順次互い違いにくの字状に折り曲げた形状を有し、リング状に湾曲させて凹部２０内に配置するようにしてあり、且つ凹部２０内で両端間に所要の隙間Ｓ１が形成されるようにその長さが選定してあり、隙間Ｓ１の広狭変化により径方向へ拡縮できるようにしてある。
【００２０】
更に、上記リング状のプレート２３は、図４（イ）（ロ）に示す如く、切断端部に、端部同士が摺動自在に係合するように切欠部２４を設けて、係合部分に周方向に所要の隙間Ｓ２がそれぞれ形成されるようにしてあり、この隙間Ｓ２が広狭変化することにより径方向へ拡縮できるようにしてある。
【００２１】
かかる構成としてあるため、シールロープ２１は、板ばね２２による径方向外方への押付力により、ガスタービン排気出口部１の内周面に常時押し付けられている状態を維持することができる。したがって、ガスタービン排気出口部１とディフューザ内筒２との間に熱伸びの差が生じてもシール性を確保することができる。この場合、ガスタービン排気出口部１とディフューザ内筒２との間に軸方向の熱伸び差が発生すると、ガスタービン排気出口部１の内周面とシールロープ２１の外周面とが軸方向へ摺動することになる。一方、ガスタービン排気出口部１とディフューザ内筒２との間に径方向の熱伸び差が発生すると、シールロープ２１はガスタービン排気出口部１の内周面への接触状態を維持したまま凹部２０に対し径方向に摺動することになる。この際、シールロープ２１の対峙する端部間には隙間があり、リング状のプレート２３の切断端部には係合部分に隙間Ｓ２があり、板ばね２２の端部間にも隙間Ｓ１があるので、これらの各隙間が広狭変化することで、ガスタービン排気出口部１の内周面へのシールロープ２１の接触状態を維持したまま径方向へそれぞれ追従して拡縮することができる。更に、この際、板ばね２２によるシールロープ２１への押付力はリング状のプレート２３を介して付与されるので、ガスタービン排気出口部１の内周面に対しシールロープ２１を周方向で均等の力で押し付けることができ、これにより高いシール性能が得られる。
【００２２】
このように、本発明においては、ガスタービン排気出口部１の内周面に対し、ロープにカーボンをしみ込ませてなるシールロープ２１を板ばね２２で押し付けるようにしてあるため、ピストンリングを用いたり、ピストンリングの摺動面にコーティング加工を施す必要があった従来のシール装置に比して製作コストの削減及び製作期間の短縮が可能である。又、ガスタービン排気出口部１、ディフューザ内筒２等の形状や材質の変更に際して、コストや期間の掛かる加工条件の見直しが不要で、長さ（周方向）の見直しのみで容易に対応することができる。特に、板ばね２２とリング状のプレート２３の長さを変更する必要がない場合には、現場での組付作業時に、シールロープ２１の長さを変えるだけで対応できるので、極めて有利である。
【００２３】
次に、図５は本発明の実施の他の形態として、図７に示したものと同様な構成において、ディフューザ外筒３の中間部を、排気コレクタ７における排気室ケーシング８のディフューザ貫通孔部１４に連結する部分への採用例について示すもので、排気室ケーシング８のディフューザ貫通孔部１４に、ディフューザ外筒３よりも大径の環状部としての補助ダクト２５を、ディフューザ外筒３と同心状に配置してボルト２６により取り付けて固定し、且つ該補助ダクト２５の位置に対応させて、上記ディフューザ外筒３の外周面に、２枚のフランジプレート２７を軸方向に所要間隔を隔てて平行に固設することにより、該２枚のフランジプレート２７の間に環状の凹部２０を外向きに形成し、更に該凹部２０内に、図１乃至図４に示したと同様に、板ばね２２、リング状のプレート２３、シールロープ２１を配置して、該シールロープ２１を補助ダクト２５の内周面に押し付けるようにしたものである。
【００２４】
図５の実施の形態の場合にも、上記実施の形態の場合と同様な作用効果が奏し得られる。
【００２５】
次いで、図６は本発明の実施の更に他の形態として、ガスタービン排気出口部１にディフューザ内筒２の一端部を外側から連結する場合への適用例について示すもので、ガスタービン排気出口部１の外周面部に、図５に示したと同様に２枚のフランジプレート２７を固設して環状の凹部２０を形成し、該凹部２０内に板ばね２２、リング状のプレート２３、シールロープ２１を配置して、シールロープ２１をディフューザ内筒２の一端部内周面に押し付けるようにしたものである。
【００２６】
図６に示すように構成しても、上記実施の形態と同様な作用効果が奏し得られる。
【００２７】
なお、上記実施の形態では、シールロープ２１を押し付けるための押付手段としてのばね部材に板ばね２２を用いるようにした場合を示したが、たとえば、多数のコイルばねを凹部２０内に配列して固定するようにしてもよいこと、又、本発明のシール装置は、ガスタービン排気出口部１とディフューザ内筒２との間や、ディフューザ外筒３と排気コレクタ７の排気ケーシング８との間以外の部分にも採用できること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明の環状部へのダクト連結部のシール装置によれば、次の如き優れた効果を発揮する。
（１）環状部の内側に位置するダクトの外周面部に環状の凹部を形成し、該凹部内にシールロープを上記環状部の内周面に接するように環状に配置し、且つ上記シールロープの内側に該シールロープを環状部の内周面に押し付けるための押付手段を配設してなる構成としてあるので、熱伸び差を吸収しつつダクト連結部のシール性を維持することができると共に、ピストンリングを用いてピストンリングの摺動面にコーティング加工を施すようにしてある従来のシール装置に比して、製作コストの削減及び製作期間の短縮が可能であり、又、環状部、ダクト等の形状や材質の変更に際して、コストや期間の掛かる加工条件の見直しが不要で、シールロープ等の長さの見直しのみで容易に対応することができる。
（２）ダクトの内側に位置する環状部の外周面部に環状の凹部を形成し、該凹部内にシールロープを上記ダクトの内周面に接するように環状に配置し、且つ上記シールロープの内側に該シールロープをダクトの内周面に押し付けるための押付手段を配設してなる構成とすることにより、（１）項の場合と同様な作用効果が奏し得られる。
（３）押圧手段を、ばね部材とした構成とすることにより、シールロープを環状部の内周面又はダクトの内周面に確実に押し付けることができる。
（４）ばね部材を、長手方向に沿い順次互い違いにくの字状に折り曲げ形成した板ばねとし、該板ばねをリング状に湾曲させて凹部内に配置するようにした構成とすることにより、シールロープを環状部又はダクトの内周面に均一に押し付けることができるので、環状部とダクトとの間の熱伸びにシールロープを容易に追従させることができて、高い信頼性が得られる。
（５）板ばねとシールロープとの間に、切断端部を有するリングプレート挟み込ませるようにした構成とすることにより、シールロープを環状部又はダクトの内周面により均一に押し付けることができて、シール性の信頼性を更に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の環状部へのダクト連結部のシール装置の実施の一形態を示す概略図である。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【図３】シールロープの押圧手段として採用する板ばねの形状を示すもので、（イ）は側面図、（ロ）は（イ）のＢ−Ｂ方向矢視図である。
【図４】板ばねとシールロープとの間に挟み込ませるリング状のプレートを示すもので、（イ）は側面図、（ロ）は（イ）のＣ−Ｃ方向矢視図である。
【図５】本発明の実施の他の形態を示す部分拡大図である。
【図６】本発明の実施の更に他の形態を示す部分拡大図である。
【図７】従来のシール装置の例を示す概略図である。
【図８】図７のＤ部拡大図である。
【図９】図７のＥ部拡大図である。
【符号の説明】
１　排気出口（環状部）
２　ディフューザ内筒（ダクト）
３　ディフューザ外筒（ダクト）
２０　凹部
２１　シールロープ
２２　板ばね（押付手段）
２３　プレート
２５　補助ダクト（環状部）
【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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