JP2002504651A - パッキン装置およびパッキン装置の利用方法 - Google Patents
パッキン装置およびパッキン装置の利用方法Info
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- F16J15/3284—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings characterised by their structure; Selection of materials
- F16J15/3288—Filamentary structures, e.g. brush seals
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- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/55—Seals
- F05D2240/56—Brush seals
Abstract
(57)【要約】
本発明のパッキン装置（１）により密封される軸方向隙間（１１）は回転中心線（１０）を中心として回転する回転構成要素（１２）と回転中心線（１０）に対して不動の固定構成要素（１３）との間に形成されている。パッキン装置（１）は軸方向隙間（１１）の中に突出するブラシ状剛毛（３）を備えたパッキン要素（２）を有している。本発明は更に、蒸気タービンにおける軸方向隙間（１１）を密封するためのパッキン装置（１）の利用方法に関する。
Description
【０００１】 本発明は、タービン機械において回転中心線を中心として回転する回転構成要
素と、回転中心線に対して不動の固定構成要素との間に形成された軸方向隙間を
密封するためのパッキン装置に関する。本発明は更に、軸方向隙間が動翼とこの
動翼から軸方向に間隔を隔てられた静翼との間に形成されている蒸気タービンに
おける軸方向隙間を密封するためのパッキン装置の利用方法に関する。
素と、回転中心線に対して不動の固定構成要素との間に形成された軸方向隙間を
密封するためのパッキン装置に関する。本発明は更に、軸方向隙間が動翼とこの
動翼から軸方向に間隔を隔てられた静翼との間に形成されている蒸気タービンに
おける軸方向隙間を密封するためのパッキン装置の利用方法に関する。
【０００２】 ヨーロッパ特許出願公開第０６１１９０５号明細書に、特に流体機械において
異なった圧力を持つ空間の間の半径方向隙間を非接触式に密封するための装置が
記載されている。この場合、異なった圧力を持つ空間の間の軸貫通部に適当なパ
ッキンを設けなければならない。上述の装置は、回転部分と固定部分との間に段
階状のラビリンス隙間を形成するラビリンスパッキンから成っている。そのラビ
リンス隙間内においてそれぞれ回転部分および固定部分にパッキンひれが配置さ
れ、これによって、貫流する媒体の大きな渦流度（流体の渦の強さ）が得られる
。固定部分と回転部分との間のパッキンひれは、軸方向に延びる隙間の半径方向
における密封が生ずるように、できるだけ互いに接近して配置される。パッキン
ひれは、互いに隣接する段のパッキンひれが軸方向において互いに重なり合うよ
うに、半径方向に向いて延びている。パッキンひれ群はそれに対応した固定溝の
中にかしめワイヤの助けを借りて固定されている。
異なった圧力を持つ空間の間の半径方向隙間を非接触式に密封するための装置が
記載されている。この場合、異なった圧力を持つ空間の間の軸貫通部に適当なパ
ッキンを設けなければならない。上述の装置は、回転部分と固定部分との間に段
階状のラビリンス隙間を形成するラビリンスパッキンから成っている。そのラビ
リンス隙間内においてそれぞれ回転部分および固定部分にパッキンひれが配置さ
れ、これによって、貫流する媒体の大きな渦流度（流体の渦の強さ）が得られる
。固定部分と回転部分との間のパッキンひれは、軸方向に延びる隙間の半径方向
における密封が生ずるように、できるだけ互いに接近して配置される。パッキン
ひれは、互いに隣接する段のパッキンひれが軸方向において互いに重なり合うよ
うに、半径方向に向いて延びている。パッキンひれ群はそれに対応した固定溝の
中にかしめワイヤの助けを借りて固定されている。
【０００３】 １９９１年発行の刊行物「ＶＧＢ クラフトベルクステヒニーク ７１（VGB
Kraftwerkstechnik 71）」、第２号、第１１６〜１２２頁に掲載のＤ．ベルク マン、Ｍ．ヤンセン、Ｈ．オインハウゼン共著の論文“蒸気タービン構成要素の
近代化と寿命延長策”に、蒸気タービンのタービン翼に対する種々のパッキンが
記載されている。そのパッキンは半径方向の隙間を密封するために使われる。即
ち、タービン軸と静翼との間の半径方向間隔あるいは動翼と車室内側壁との間の
半径方向間隔によって漏れ蒸気用の通路を形成するタービン軸の軸方向に延びる
隙間を密封するために使われる。静翼に凹所を設けたパッキンも記載されている
。タービン軸および静翼に軸方向において互い違いにパッキンひれを配置した、
いわゆるひれ・ひれ形パッキンにおいて、最小の相対漏れ蒸気流量率が得られる
。
Kraftwerkstechnik 71）」、第２号、第１１６〜１２２頁に掲載のＤ．ベルク マン、Ｍ．ヤンセン、Ｈ．オインハウゼン共著の論文“蒸気タービン構成要素の
近代化と寿命延長策”に、蒸気タービンのタービン翼に対する種々のパッキンが
記載されている。そのパッキンは半径方向の隙間を密封するために使われる。即
ち、タービン軸と静翼との間の半径方向間隔あるいは動翼と車室内側壁との間の
半径方向間隔によって漏れ蒸気用の通路を形成するタービン軸の軸方向に延びる
隙間を密封するために使われる。静翼に凹所を設けたパッキンも記載されている
。タービン軸および静翼に軸方向において互い違いにパッキンひれを配置した、
いわゆるひれ・ひれ形パッキンにおいて、最小の相対漏れ蒸気流量率が得られる
。
【０００４】 ドイツ特許第３８３６４７４号明細書に、２つの端板およびこれらの両端板間
に配置され、密集して束ねられた剛毛から成るブラシ形パッキンが記載されてい
る。その剛毛はその自由端が端板を越えて突出している。剛毛は多数のセグメン
トの形にまとめられ、これらのセグメントはパッキンの主平面内においてそれぞ
れ隙間によって互いに分離されて連続して配置されている。このブラシ形パッキ
ンは相対回転する２つの部品間の半径方向隙間を密封するために使われる。
に配置され、密集して束ねられた剛毛から成るブラシ形パッキンが記載されてい
る。その剛毛はその自由端が端板を越えて突出している。剛毛は多数のセグメン
トの形にまとめられ、これらのセグメントはパッキンの主平面内においてそれぞ
れ隙間によって互いに分離されて連続して配置されている。このブラシ形パッキ
ンは相対回転する２つの部品間の半径方向隙間を密封するために使われる。
【０００５】 ドイツ特許第３４２５１６２号明細書に、平行に延びる剛毛で形成されたブラ
シ形パッキンの様式を持ち、その剛毛が回転機械部品の中心線に対して傾けられ
たラジアルパッキンが記載されている。ブラシ形パッキンを形成する、異なった
剛毛付きラジアルパッキンは、１９０８年６月１０日登録のオーストリア特許第
３３２５２号明細書、米国特許第５３１６３１８号明細書および国際特許出願公
表ＷＯ９２／０５３７８号明細書に記載されている。
シ形パッキンの様式を持ち、その剛毛が回転機械部品の中心線に対して傾けられ
たラジアルパッキンが記載されている。ブラシ形パッキンを形成する、異なった
剛毛付きラジアルパッキンは、１９０８年６月１０日登録のオーストリア特許第
３３２５２号明細書、米国特許第５３１６３１８号明細書および国際特許出願公
表ＷＯ９２／０５３７８号明細書に記載されている。
【０００６】 ドイツ特許出願公開第１９５１９３２２号明細書に、回転ポンプのインペラと
ハウジング壁との間におけるパッキンが記載されている。ここでは液体ポンプに
おいて生ずる問題、即ち被搬送液体が汚れている場合に保護部品の摩耗作用によ
ってひき起こされる隙間の拡大を考慮する必要のあることが論じられている。こ
の場合、両パッキンパートナーの一方が剛毛として形成され、他方のパッキンパ
ートナーの平らな対向面に接している。両パッキンパートナーによって形成され
たパッキン装置は軸方向にあるいは半径方向に延びている。
ハウジング壁との間におけるパッキンが記載されている。ここでは液体ポンプに
おいて生ずる問題、即ち被搬送液体が汚れている場合に保護部品の摩耗作用によ
ってひき起こされる隙間の拡大を考慮する必要のあることが論じられている。こ
の場合、両パッキンパートナーの一方が剛毛として形成され、他方のパッキンパ
ートナーの平らな対向面に接している。両パッキンパートナーによって形成され
たパッキン装置は軸方向にあるいは半径方向に延びている。
【０００７】 本発明の課題は、回転構成要素と固定構成要素との間の隙間内で生ずる隙間損
失を減少するための新たなパッキン装置を提供することにある。また本発明の課
題はパッキン装置の利用方法を提供することにある。
失を減少するための新たなパッキン装置を提供することにある。また本発明の課
題はパッキン装置の利用方法を提供することにある。
【０００８】 この課題は本発明に基づいて、タービン機械、特に熱的流体機械における回転
中心線を中心として回転する回転構成要素と回転中心線に対して不動の固定構成
要素との間に形成された軸方向隙間を密封するためのパッキン装置において、こ
の軸方向隙間をその中に突出するブラシ状剛毛を有するパッキン要素によって密
封することにより解決される。熱的流体機械とはガスあるいは蒸気等の流体で作
動される蒸気タービン、ガスタービン、圧縮機などである。
中心線を中心として回転する回転構成要素と回転中心線に対して不動の固定構成
要素との間に形成された軸方向隙間を密封するためのパッキン装置において、こ
の軸方向隙間をその中に突出するブラシ状剛毛を有するパッキン要素によって密
封することにより解決される。熱的流体機械とはガスあるいは蒸気等の流体で作
動される蒸気タービン、ガスタービン、圧縮機などである。
【０００９】 ここで軸方向隙間とは、その主広がり方向が回転中心線に対して垂直に延びて
いる隙間である。なおこの隙間は回転中心線に対する垂線を中心として±４５°
、特に±１５°の範囲で傾いていてもよい。軸方向隙間を通って、回転中心線に
向いた方向又はそれから離れる方向に流体が搬送される。これに反し半径方向隙
間においては、流体は回転中心線の方向に搬送される。従って軸方向隙間は、回
転中心線に対して傾いた広がり方向に沿って延びている隙間と表現できる。
いる隙間である。なおこの隙間は回転中心線に対する垂線を中心として±４５°
、特に±１５°の範囲で傾いていてもよい。軸方向隙間を通って、回転中心線に
向いた方向又はそれから離れる方向に流体が搬送される。これに反し半径方向隙
間においては、流体は回転中心線の方向に搬送される。従って軸方向隙間は、回
転中心線に対して傾いた広がり方向に沿って延びている隙間と表現できる。
【００１０】 この場合本発明は、回転中心線に対して傾斜した方向における流体の貫流を可
能にする回転中心線の軸方向に少なくとも領域的に延びている軸方向隙間を、隙
間損失を減少するために、密封することができるという認識から出発している。
これによって単独であるいは追加的に、軸方向隙間に流れ的に直結された半径方
向隙間による隙間損失を減少することができる。ブラシ状剛毛を有するパッキン
要素を配置することによって、固定構成要素と回転構成要素との間における軸方
向隙間を特に効果的に密封することができ、その場合、剛毛を利用することによ
って、パッキン要素は一方の構成要素から他方の構成要素まで隙間をほぼ完全に
覆って延ばせる。その剛毛は、密封作用を一様に維持し、損傷を生ずることなく
２ｃｍまでの軸方向隙間変化（隙間幅の変化特に縮小）をも可能にする。
能にする回転中心線の軸方向に少なくとも領域的に延びている軸方向隙間を、隙
間損失を減少するために、密封することができるという認識から出発している。
これによって単独であるいは追加的に、軸方向隙間に流れ的に直結された半径方
向隙間による隙間損失を減少することができる。ブラシ状剛毛を有するパッキン
要素を配置することによって、固定構成要素と回転構成要素との間における軸方
向隙間を特に効果的に密封することができ、その場合、剛毛を利用することによ
って、パッキン要素は一方の構成要素から他方の構成要素まで隙間をほぼ完全に
覆って延ばせる。その剛毛は、密封作用を一様に維持し、損傷を生ずることなく
２ｃｍまでの軸方向隙間変化（隙間幅の変化特に縮小）をも可能にする。
【００１１】 特に曲がり易く弾性的に変形可能な剛毛を利用する場合、この剛毛は回転構成
要素の運転中にこの回転構成要素にあるいはまた固定構成要素に摺動的に接触す
ることもできる。
要素の運転中にこの回転構成要素にあるいはまた固定構成要素に摺動的に接触す
ることもできる。
【００１２】 パッキン要素の剛毛は、好適にはこれが軸方向隙間によって形成された横断面
をほぼ完全に閉鎖するように、密集して束ねられている。パッキン要素並びに剛
毛は好適には回転中心線に対して或る軸方向角度だけ傾けられている。この回転
中心線に対して数学的に＋方向および−方向に存在する軸方向角度は、好適には
４０°より小さい。これは特に約±２０°の範囲内、好適には±８°の範囲内に
ある。パッキン要素は回転中心線に対して平行に延びていてもよい。パッキン装
置は、好適には一緒にパッキンリングを形成する２つ以上のパッキン要素を有し
ている。このパッキンリングは軸方向隙間の横断面をほぼ完全に閉鎖し、これに
よって蒸気あるいは高温ガスのような流体の漏洩流の発生が広く防止される。複
数のパッキン要素を利用することによって分割できるパッキンリングは、特に単
純な分解および単純な交換に適している。
をほぼ完全に閉鎖するように、密集して束ねられている。パッキン要素並びに剛
毛は好適には回転中心線に対して或る軸方向角度だけ傾けられている。この回転
中心線に対して数学的に＋方向および−方向に存在する軸方向角度は、好適には
４０°より小さい。これは特に約±２０°の範囲内、好適には±８°の範囲内に
ある。パッキン要素は回転中心線に対して平行に延びていてもよい。パッキン装
置は、好適には一緒にパッキンリングを形成する２つ以上のパッキン要素を有し
ている。このパッキンリングは軸方向隙間の横断面をほぼ完全に閉鎖し、これに
よって蒸気あるいは高温ガスのような流体の漏洩流の発生が広く防止される。複
数のパッキン要素を利用することによって分割できるパッキンリングは、特に単
純な分解および単純な交換に適している。
【００１３】 軸方向隙間の広がり方向は、好適には半径方向隙間に対して典型的な軸方向隙
間が形成されるように、回転中心線に対して約９０°傾斜されている。
間が形成されるように、回転中心線に対して約９０°傾斜されている。
【００１４】 本発明に基づくパッキン装置は、好適にはタービン機械、特に蒸気タービン、
ガスタービンあるいはタービン発電機に採用される。その場合、回転構成要素は
タービン機械のタービン軸に結合される。特にパッキン装置は、タービン機械の
静翼と動翼との間あるいは逆に動翼と静翼との間における軸方向隙間を密封する
ために適用される。この軸方向隙間内における圧力差は小さいので、ブラシ状パ
ッキン要素の剛毛は軸方向構造様式で非常に曲がり易く形成される。特に軸方向
隙間内における圧力差は、動翼と車室との間並びに静翼とタービン軸との間にお
ける半径方向の隙間内の圧力差よりもかなり小さい。これによって軸方向隙間は
ほぼ完全に閉鎖され、これによって、パッキン要素と静翼列ないし動翼列との間
に、極めて小さな貫流横断面（残留隙間）しか形成されないか、あるいは全く形
成されない。タービン機械の運転中にタービン軸がその熱膨張のためにタービン
機械の車室に対して変位した際、隙間が狭まり、これによって剛毛が回転構成要
素ないし固定構成要素に直に接することがあるが、この場合、剛毛は単に弾性変
形するだけである。これによって、剛毛即ちパッキン要素がタービン翼を損傷し
ないことが保証される。更にブラシ状に形成されたパッキン要素によれば、回転
中心線に対する剛毛の傾斜角（軸方向角度）を予め設定できるので、良好な軸方
向流れ案内が達成される。従ってタービン機械の運転中、パッキン装置の密封作
用が維持される。運転中における漏洩流は常に少ないので、このような軸方向隙
間の密封様式によって、タービン機械の効率は高められる。
ガスタービンあるいはタービン発電機に採用される。その場合、回転構成要素は
タービン機械のタービン軸に結合される。特にパッキン装置は、タービン機械の
静翼と動翼との間あるいは逆に動翼と静翼との間における軸方向隙間を密封する
ために適用される。この軸方向隙間内における圧力差は小さいので、ブラシ状パ
ッキン要素の剛毛は軸方向構造様式で非常に曲がり易く形成される。特に軸方向
隙間内における圧力差は、動翼と車室との間並びに静翼とタービン軸との間にお
ける半径方向の隙間内の圧力差よりもかなり小さい。これによって軸方向隙間は
ほぼ完全に閉鎖され、これによって、パッキン要素と静翼列ないし動翼列との間
に、極めて小さな貫流横断面（残留隙間）しか形成されないか、あるいは全く形
成されない。タービン機械の運転中にタービン軸がその熱膨張のためにタービン
機械の車室に対して変位した際、隙間が狭まり、これによって剛毛が回転構成要
素ないし固定構成要素に直に接することがあるが、この場合、剛毛は単に弾性変
形するだけである。これによって、剛毛即ちパッキン要素がタービン翼を損傷し
ないことが保証される。更にブラシ状に形成されたパッキン要素によれば、回転
中心線に対する剛毛の傾斜角（軸方向角度）を予め設定できるので、良好な軸方
向流れ案内が達成される。従ってタービン機械の運転中、パッキン装置の密封作
用が維持される。運転中における漏洩流は常に少ないので、このような軸方向隙
間の密封様式によって、タービン機械の効率は高められる。
【００１５】 パッキン要素は、好適には固定構成要素に配置され、この場合、固定構成要素
内で移動可能にすることもできる。例えば剛毛は軸方向に移動可能な２つのクラ
ンプ間に締付け固定される。パッキン要素の軸方向移動はばねおよび保持突起な
どを利用することによって所定の距離に制限される。またパッキン要素は回転構
成要素に結合することもできる。
内で移動可能にすることもできる。例えば剛毛は軸方向に移動可能な２つのクラ
ンプ間に締付け固定される。パッキン要素の軸方向移動はばねおよび保持突起な
どを利用することによって所定の距離に制限される。またパッキン要素は回転構
成要素に結合することもできる。
【００１６】 パッキン要素の利用に向けられた本発明の課題は、軸方向隙間が動翼とこの動
翼から軸方向に間隔を隔てられた静翼との間に形成されている蒸気タービンにお
ける軸方向隙間を密封するために、ブラシ状剛毛を有するパッキン要素が、軸方
向隙間を覆って静翼から動翼の方向に延びていることによって解決される。これ
によって、軸方向隙間を効果的に密封することができ、その場合たとえ動翼が静
翼に対して軸方向に相対移動しても、動翼ないし静翼およびパッキン要素の損傷
は広く防止される。
翼から軸方向に間隔を隔てられた静翼との間に形成されている蒸気タービンにお
ける軸方向隙間を密封するために、ブラシ状剛毛を有するパッキン要素が、軸方
向隙間を覆って静翼から動翼の方向に延びていることによって解決される。これ
によって、軸方向隙間を効果的に密封することができ、その場合たとえ動翼が静
翼に対して軸方向に相対移動しても、動翼ないし静翼およびパッキン要素の損傷
は広く防止される。
【００１７】 以下図を参照して本発明に基づくパッキン装置およびパッキン装置の利用方法
について詳細に説明する。図おいて実施例は分かり易くするため尺度通りでなし
に、概略的に示されている。
について詳細に説明する。図おいて実施例は分かり易くするため尺度通りでなし
に、概略的に示されている。
【００１８】 図１には、詳細に図示していないタービン機械、例えばガスタービンあるいは
蒸気タービンの一部が縦断面図で示されている。タービン機械は回転中心線１０
に沿って延びるタービン軸１５を有している。軸方向に互いに間隔を隔てられ、
且つ円周方向に並べて配置された多数の回転構成要素１２（動翼１２）がタービ
ン軸１５に結合されている。この円周方向に並べて配置された動翼１２は動翼列
（動翼格子、動翼輪）を形成する。図を分かり易くするために唯一の動翼１２の
みを示す。各動翼１２はタービン軸１５に対して垂直に延び、タービン軸１５と
反対側の端部に囲い輪１８Ｂを有している。この囲い輪１８Ｂはタービン機械の
車室１９に隣接して位置し、例えば車室１９に向けて突出した２つのパッキンひ
れ１６Ｂを有している。このパッキンひれ１６Ｂはもっと多くあるいは少なくす
ることもできる。車室１９にも動翼１２に向けて突出したパッキンひれ１６Ｂが
設けられている。動翼１２は囲い輪１８Ｂとタービン軸１５との間に羽根部２０
Ｂを有している。円周方向に互いに間隔を隔てられた２つの動翼１２間に、互い
に隣接する羽根部２０Ｂによって、活動流体流２２に対する貫流開口（図示せず
）が形成されている。その活動流体流２２は動翼１２を駆動するため、従ってタ
ービン軸１５を回転させるために使われる。活動流体流２２に関して動翼１２の
上流に、固定構成要素１３、即ち車室１９に結合された多数の静翼１３から成る
静翼列が設けられている。この縦断面図で示されている静翼１３も、タービン軸
１５に隣接して位置する囲い輪１８Ａを有している。静翼１３も囲い輪１８Ａと
、車室１９との間に、活動流体流２２を転向するために使われる羽根部２０Ａを
有している。囲い輪１８Ａと、タービン軸１５との間に半径方向の隙間１７Ａが
形成されている。同じように車室１９と、動翼１２の囲い輪１８Ｂとの間に半径
方向隙間１７Ｂが形成されている。半径方向隙間１７Ａの中に回転中心線１０に
対して垂直に延びる複数のパッキンひれ１６Ａが突出している。これらのパッキ
ンひれ１６Ａはタービン軸１５および静翼１３の囲い輪１８Ａに互い違いに結合
されている。
蒸気タービンの一部が縦断面図で示されている。タービン機械は回転中心線１０
に沿って延びるタービン軸１５を有している。軸方向に互いに間隔を隔てられ、
且つ円周方向に並べて配置された多数の回転構成要素１２（動翼１２）がタービ
ン軸１５に結合されている。この円周方向に並べて配置された動翼１２は動翼列
（動翼格子、動翼輪）を形成する。図を分かり易くするために唯一の動翼１２の
みを示す。各動翼１２はタービン軸１５に対して垂直に延び、タービン軸１５と
反対側の端部に囲い輪１８Ｂを有している。この囲い輪１８Ｂはタービン機械の
車室１９に隣接して位置し、例えば車室１９に向けて突出した２つのパッキンひ
れ１６Ｂを有している。このパッキンひれ１６Ｂはもっと多くあるいは少なくす
ることもできる。車室１９にも動翼１２に向けて突出したパッキンひれ１６Ｂが
設けられている。動翼１２は囲い輪１８Ｂとタービン軸１５との間に羽根部２０
Ｂを有している。円周方向に互いに間隔を隔てられた２つの動翼１２間に、互い
に隣接する羽根部２０Ｂによって、活動流体流２２に対する貫流開口（図示せず
）が形成されている。その活動流体流２２は動翼１２を駆動するため、従ってタ
ービン軸１５を回転させるために使われる。活動流体流２２に関して動翼１２の
上流に、固定構成要素１３、即ち車室１９に結合された多数の静翼１３から成る
静翼列が設けられている。この縦断面図で示されている静翼１３も、タービン軸
１５に隣接して位置する囲い輪１８Ａを有している。静翼１３も囲い輪１８Ａと
、車室１９との間に、活動流体流２２を転向するために使われる羽根部２０Ａを
有している。囲い輪１８Ａと、タービン軸１５との間に半径方向の隙間１７Ａが
形成されている。同じように車室１９と、動翼１２の囲い輪１８Ｂとの間に半径
方向隙間１７Ｂが形成されている。半径方向隙間１７Ａの中に回転中心線１０に
対して垂直に延びる複数のパッキンひれ１６Ａが突出している。これらのパッキ
ンひれ１６Ａはタービン軸１５および静翼１３の囲い輪１８Ａに互い違いに結合
されている。
【００１９】 詳細に図示していないタービン機械の運転中、活動流体流２２から分流した漏
洩流２３が半径方向隙間１７Ａ、１７Ｂを通って流れる。静翼１３と動翼１２と
の間で、それぞれの囲い輪１８Ａ、１８Ｂの範囲において、動翼１２と静翼１３
との軸方向間隔によって軸方向隙間１１が形成されている。この軸方向隙間１１
は回転中心線１０に対して垂直な広がり方向１４に延びている。この軸方向隙間
１１の中に、パッキン要素２を有するパッキン装置１が設けられている。そのパ
ッキン要素２は、静翼１３内に配置されタービン軸１５を包囲する円環状パッキ
ンリング４（図３参照）上にある。パッキン要素２は、静翼１３の囲い輪１８Ａ
と、動翼１２の囲い輪１８Ｂに対向して位置する静翼１３の脚部２４とにそれぞ
れ配置されている。各パッキン要素２は多数の剛毛３を有している。この剛毛３
は、静翼１３から回転中心線１０に対し平行に動翼１２に向かって延びている。
パッキン要素２の形成に応じて、剛毛３は動翼１２の近くまで突出し、それに接
触しているか、動翼１２からほんの僅かな間隔を有している。この剛毛３によっ
て、軸方向隙間１１をほぼ完全に閉鎖するパッキンリング４が形成されている。
これによって、軸方向隙間１１、従ってこの上流あるいは下流に位置する半径方
向隙間１７Ａ、１７Ｂを特に効果的に密封することができる。これによって漏洩
流２３が大きく減少されるので、活動流体流２２はほとんど全部が羽根部２０Ａ
、２０Ｂを通って導かれる。
洩流２３が半径方向隙間１７Ａ、１７Ｂを通って流れる。静翼１３と動翼１２と
の間で、それぞれの囲い輪１８Ａ、１８Ｂの範囲において、動翼１２と静翼１３
との軸方向間隔によって軸方向隙間１１が形成されている。この軸方向隙間１１
は回転中心線１０に対して垂直な広がり方向１４に延びている。この軸方向隙間
１１の中に、パッキン要素２を有するパッキン装置１が設けられている。そのパ
ッキン要素２は、静翼１３内に配置されタービン軸１５を包囲する円環状パッキ
ンリング４（図３参照）上にある。パッキン要素２は、静翼１３の囲い輪１８Ａ
と、動翼１２の囲い輪１８Ｂに対向して位置する静翼１３の脚部２４とにそれぞ
れ配置されている。各パッキン要素２は多数の剛毛３を有している。この剛毛３
は、静翼１３から回転中心線１０に対し平行に動翼１２に向かって延びている。
パッキン要素２の形成に応じて、剛毛３は動翼１２の近くまで突出し、それに接
触しているか、動翼１２からほんの僅かな間隔を有している。この剛毛３によっ
て、軸方向隙間１１をほぼ完全に閉鎖するパッキンリング４が形成されている。
これによって、軸方向隙間１１、従ってこの上流あるいは下流に位置する半径方
向隙間１７Ａ、１７Ｂを特に効果的に密封することができる。これによって漏洩
流２３が大きく減少されるので、活動流体流２２はほとんど全部が羽根部２０Ａ
、２０Ｂを通って導かれる。
【００２０】 図２には、パッキン装置の異なった実施例が、詳細には図示していないタービ
ン機械の一部縦断面図で示されている。図１と同一部分には同一符号が付されて
いる。そのパッキン要素２は、図１におけるパッキン要素２と異なって、回転中
心線１０に対して約１５〜２０°、好適には約８°の軸方向角度αだけ傾けられ
ている。これによって、パッキン要素２の剛毛３が動翼２に接触した際、剛毛３
は共通方向に曲がり、従って軸方向隙間１１は特に有効に密封される。
ン機械の一部縦断面図で示されている。図１と同一部分には同一符号が付されて
いる。そのパッキン要素２は、図１におけるパッキン要素２と異なって、回転中
心線１０に対して約１５〜２０°、好適には約８°の軸方向角度αだけ傾けられ
ている。これによって、パッキン要素２の剛毛３が動翼２に接触した際、剛毛３
は共通方向に曲がり、従って軸方向隙間１１は特に有効に密封される。
【００２１】 図３には図１におけるタービン軸１５および静翼１３の囲い輪１８Ａの横断面
図が示されている。囲い輪１８Ａは分割接合面２１によって対称的に２分割され
、その各囲い輪半部はそれぞれに付属された複数の静翼１３（図示せず）の囲い
輪部分によって形成されている。囲い輪１８Ａを多数のセグメント、例えば８個
の４５°セグメントに分割することもできる。剛毛３はパッキンリング４の形に
まとめられている。このパッキンリング４も分割接合面２１で互いに分割できる
２つの対称部分から成っている。パッキン要素２、即ちパッキンリング４が分割
構造に形成されていることによって、これは例えば、タービン機械についての点
検作業あるいは修理作業の枠内において、簡単に検査ないし交換できる。
図が示されている。囲い輪１８Ａは分割接合面２１によって対称的に２分割され
、その各囲い輪半部はそれぞれに付属された複数の静翼１３（図示せず）の囲い
輪部分によって形成されている。囲い輪１８Ａを多数のセグメント、例えば８個
の４５°セグメントに分割することもできる。剛毛３はパッキンリング４の形に
まとめられている。このパッキンリング４も分割接合面２１で互いに分割できる
２つの対称部分から成っている。パッキン要素２、即ちパッキンリング４が分割
構造に形成されていることによって、これは例えば、タービン機械についての点
検作業あるいは修理作業の枠内において、簡単に検査ないし交換できる。
【００２２】 本発明は、特にタービン機械の回転構成要素と固定構成要素との間の軸方向隙
間の中に突出し、これによって軸方向隙間の有効な密封を保証するブラシ状パッ
キン要素によって特徴づけられる。これによって、特に蒸気タービンに利用した
場合、軸方向隙間並びにこの上流ないし下流に位置しこれに流れ的に接続された
半径方向隙間を通って流れる蒸気の漏洩流が大きく減少されるので、蒸気タービ
ンの効率が高められる。
間の中に突出し、これによって軸方向隙間の有効な密封を保証するブラシ状パッ
キン要素によって特徴づけられる。これによって、特に蒸気タービンに利用した
場合、軸方向隙間並びにこの上流ないし下流に位置しこれに流れ的に接続された
半径方向隙間を通って流れる蒸気の漏洩流が大きく減少されるので、蒸気タービ
ンの効率が高められる。
【図１】 本発明に基づくパッキン装置を備えたタービン機械の一部断面図。
【図２】 異なった実施例のパッキン装置を備えたタービン機械の一部断面図。
【図３】 図１における線ＩＩＩに沿ったタービン軸および静翼囲い輪の断面図。
１ パッキン装置 ２ パッキン要素 ３ 剛毛 １０ 回転中心線 １１ 軸方向隙間 １２ 回転構成要素（動翼） １３ 固定構成要素（静翼） １４ 軸方向隙間の広がり方向
Claims (11)
- 【請求項１】 タービン機械における回転中心線（１０）を中心として回転
する回転構成要素（１２）と、回転中心線（１０）に対して不動の固定構成要素
（１３）との間に形成された軸方向隙間（１１）を密封するためのパッキン装置
（１）において、軸方向隙間（１１）の中に突出するブラシ状剛毛（３）を有す
るパッキン要素（２）を備えていることを特徴とするパッキン装置。 - 【請求項２】 パッキン要素（２）が密集して束ねられた剛毛（３）を有し
ていることを特徴とする請求項１記載のパッキン装置。 - 【請求項３】 パッキン要素（２）が回転中心線（１０）に対して特に２０
°より小さな、好適には約８°の軸方向角度だけ傾斜していることを特徴とする
請求項１又は２記載のパッキン装置。 - 【請求項４】 パッキン要素（２）が回転中心線（１０）に対して平行に延
びていることを特徴とする請求項１又は２記載のパッキン装置。 - 【請求項５】 軸方向隙間（１１）の広がり方向（１４）が、回転中心線（
１０）に対して約９０°傾いていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれ
か１つに記載のパッキン装置。 - 【請求項６】 剛毛（３）が曲がり易く、弾性的に曲がることを特徴とする
請求項１ないし５のいずれか１つに記載のパッキン装置。 - 【請求項７】 一緒にパッキンリング（４）を形成する２つ以上のパッキン
要素（２）を有していることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記
載のパッキン装置。 - 【請求項８】 タービン機械のタービン軸（１５）に、回転構成要素（１２
）が結合されている蒸気タービン、ガスタービン、圧縮機あるいはタービン発電
機における請求項１ないし７のいずれか１つに記載のパッキン装置。 - 【請求項９】 固定構成要素（１３）が静翼であり、回転構成要素（１２）
が動翼であることを特徴とする請求項８記載のパッキン装置。 - 【請求項１０】 パッキン要素（２）が、固定構成要素（１３）内あるいは
回転構成要素（１２）内に特に移動可能に配置されていることを特徴とする請求
項１ないし９のいずれか１つに記載のパッキン装置。 - 【請求項１１】 軸方向隙間（１１）が、動翼（１２）とこの動翼（１２）
から軸方向に間隔を隔てられた静翼（１３）との間に形成されている蒸気タービ
ンにおける軸方向隙間（１１）を密封するために、ブラシ状剛毛（３）を有する
パッキン要素（２）が、軸方向隙間（１１）を覆って静翼（１３）から動翼（１
２）の方向に延びていることを特徴とするパッキン装置の利用方法。
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014514501A (ja) * | 2011-05-04 | 2014-06-19 | スネクマ | ターボ機械タービンノズル用の封止装置 |
| KR20150068906A (ko) | 2013-12-12 | 2015-06-22 | 제네럴 일렉트릭 컴퍼니 | 축방향 지향 밀봉 시스템 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6887038B2 (en) * | 2003-09-02 | 2005-05-03 | General Electric Company | Methods and apparatus to facilitate sealing between rotating turbine shafts |
| DE102005042272A1 (de) * | 2005-09-06 | 2007-03-08 | Mtu Aero Engines Gmbh | Strömungsmaschine sowie Dichtungselement für eine Strömungsmaschine |
| US20070132190A1 (en) * | 2005-12-12 | 2007-06-14 | Charles Trabert | Axial dynamic brush seal |
| DE102007010378A1 (de) * | 2007-03-03 | 2008-09-04 | Mtu Aero Engines Gmbh | Dichtelement zur Abdichtung eines Spaltes zwischen Stator und Rotor einer axialen Strömungsmaschine |
| DE102010026336A1 (de) * | 2010-07-07 | 2012-01-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Wellendichtungsvorrichtung |
| US8794918B2 (en) | 2011-01-07 | 2014-08-05 | General Electric Company | System for adjusting brush seal segments in turbomachine |
| US8777563B2 (en) * | 2011-01-31 | 2014-07-15 | General Electric Company | Axial brush seal |
| US9121297B2 (en) | 2011-03-28 | 2015-09-01 | General Electric Company | Rotating brush seal |
| US9255486B2 (en) | 2011-03-28 | 2016-02-09 | General Electric Company | Rotating brush seal |
| FR3010462B1 (fr) * | 2013-09-11 | 2021-10-08 | Snecma | Secteur angulaire de redresseur pour compresseur de turbomachine comportant un joint d'etancheite a brosse |
| DE102013220276A1 (de) * | 2013-10-08 | 2015-04-09 | MTU Aero Engines AG | Strömungsmaschine |
| DE102016211280A1 (de) * | 2016-06-23 | 2017-12-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Dampfturbine |
| CN106194279A (zh) * | 2016-08-27 | 2016-12-07 | 朱艳君 | 汽轮机轴向安装刷式汽封 |
| CN114635757B (zh) * | 2022-02-23 | 2023-12-12 | 潍柴动力股份有限公司 | 转子密封装置 |
Family Cites Families (7)
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|---|---|---|---|---|
| AT33252B (de) | 1907-06-22 | 1908-06-10 | Sebastian Ziani De Ferranti | Bürstendichtung für längsbewegliche oder sich drehende Maschinenteile. |
| DE3425162A1 (de) | 1984-07-07 | 1986-01-16 | MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München | Dichtung zwischen zwei maschinenteilen |
| GB2212228B (en) | 1987-11-13 | 1991-08-07 | Rolls Royce Plc | Enhanced performance brush seals |
| GB9020317D0 (en) | 1990-09-18 | 1990-10-31 | Cross Mfg Co | Sealing devices |
| FR2690493B1 (fr) | 1992-04-23 | 1996-10-25 | Snecma | Joint annulaire a brosse. |
| DE4304805A1 (de) | 1993-02-17 | 1994-08-18 | Abb Patent Gmbh | Vorrichtung zum berührungslosen Abdichten zwischen Räumen unterschiedlichen Druckes |
| DE19519322A1 (de) | 1995-05-26 | 1996-11-28 | Klein Schanzlin & Becker Ag | Dichtung zwischen Laufrad und Gehäusewand einer Kreiselpumpe |
-
1999
- 1999-02-11 WO PCT/DE1999/000389 patent/WO1999042704A1/de not_active Application Discontinuation
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- 1999-02-11 DE DE59903021T patent/DE59903021D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-02-11 KR KR1020007009143A patent/KR20010041102A/ko not_active Application Discontinuation
- 1999-02-11 EP EP99914414A patent/EP1056931B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-02-11 CN CN99803486A patent/CN1119503C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014514501A (ja) * | 2011-05-04 | 2014-06-19 | スネクマ | ターボ機械タービンノズル用の封止装置 |
| KR20150068906A (ko) | 2013-12-12 | 2015-06-22 | 제네럴 일렉트릭 컴퍼니 | 축방향 지향 밀봉 시스템 |
| JP2015121217A (ja) * | 2013-12-12 | 2015-07-02 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 軸方向面シールシステム |
| KR102256876B1 (ko) * | 2013-12-12 | 2021-05-31 | 제네럴 일렉트릭 컴퍼니 | 축방향 지향 밀봉 시스템 |
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| JP4224210B2 (ja) | 2009-02-12 |
| DE59903021D1 (de) | 2002-11-14 |
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