JP2002536613A

JP2002536613A - 円周方向変位を防止するクリップを有する可変クリアランス・パッキングリング

Info

Publication number: JP2002536613A
Application number: JP2000598792A
Authority: JP
Inventors: チェベレット，リチャード・ジョン; スキナー，デビッド・ロバート; クノロウスキー，ビクター・ジョン
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1999-02-11
Filing date: 1999-02-11
Publication date: 2002-10-29
Also published as: KR20010042627A; KR100569648B1

Abstract

(57)【要約】【課題】回転機械の回転構成要素および静止構成要素間のシール。【解決手段】回転機械は、円周方向溝を有する静止構成要素と回転構成要素とを備え、また回転構成要素に対して接近、後退移動可能な環状シールセグメントを備える。重力の力で下側側部環状セグメントが円周方向に変位するのを防止するために、また下側ハウジング内の最下位のセグメントを半径方向内向きに移動できるようにするために、下側ハウジングの側部セグメントをケーシング中央線付近で、下向き移動を防止し、かつ半径方向内向きおよび外向き移動を可能にする態様で支持する。ほぼＺ字形状のクリップを静止構成要素のダブテール溝内に配置し、クリップの上端のタブを静止構成要素に設けたストッパに係合させ、またクリップの下端の半径方向内向きタブをセグメントに設けた凹所に係合させる。その結果、セグメントは、半径方向内向き移動の際、クリップをケーシング中央線付近の軸線のまわりに回動させ、半径方向内向きおよび外向き移動を可能にするとともに、円周方向変位を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】

この発明は、回転機械、たとえば蒸気タービンの回転構成要素および静止構成
要素間のシールに関し、特に、正圧可変クリアランス・パッキングリングセグメ
ントであって、静止構成要素の溝のまわりでのセグメントの円周方向スリップを
防止し、かつセグメントを回転構成要素に対して近づけたり遠ざけたりできる、
すなわちセグメントを回転構成要素に対して大きなクリアランス位置と小さなク
リアランス位置との間で移動することのできる、ガイドを有する正圧可変クリア
ランス・パッキングリングセグメントに関する。

【０００２】

【背景技術】

タービンのような回転機械では、回転構成要素と静止構成要素との間にシール
を設けている。たとえば、蒸気（スチーム）タービンにおいては、通常、複数の
円弧状シールリング・セグメントを用いて静止構成要素と回転構成要素の間かつ
その周囲にラビリンスシールを形成する。代表的には、円弧状シールリング・セ
グメントは、静止構成要素の環状溝（グルーブ）内に、機械の回転軸線のまわり
に同心に、したがって回転構成要素のシール面に同心に配置されている。各円弧
状シールセグメントは、回転構成要素のシール面に向かい合う円弧状シール面を
有する。ラビリンス型シールの場合、シール面に、半径方向に向いた歯を軸線方
向に間隔をあけて配置した配列が設置され、これらの歯が、回転構成要素のシー
ル面を形成する軸線方向に離間された環状溝の配列から半径方向に離間されてい
る。あるいは、回転構成要素に、シール面上の歯の配列に半径方向に向かい合う
平滑な表面をもたせる。作動媒体、たとえば蒸気がシール面歯と回転構成要素の
対向面とにより画定されたラビリンス内の比較的密なクリアランスを通過する際
に、作動媒体に乱流を生じさせることによりシール機能を実現する。

【０００３】代表的な設置例では、環状溝がダブテール形状で、軸線方向に互いに向かい合
い、両者間にスロットを画定する位置決めフランジを有する。静止構成要素（た
とえば、ハウジングまたはケーシング）は、通常、ほぼ水平に延在する中央線に
沿って長さ方向に分割され、静止ハウジングの上半部および下半部を画定する。
したがって、半環状のダブテール溝は円弧状シールリング・セグメントの一部を
収容する。シールリング・セグメントは同様にダブテール形状で、ダブテール溝
内に配置される、軸線方向に互いに反対向きの１対のフランジと、シール面とセ
グメントのフランジをつなぐネックとを有し、このネックは前記溝の位置決めフ
ランジにより画定されたスロットを通過する。各セグメントを取り付けたときに
、ネックは円弧状シール面を溝より半径方向内側に保持する。

【０００４】正圧可変クリアランス型パッキングリングでは、通常、セグメントを外側（ま
たは大きな）クリアランス位置にばねバイアスし、このセグメントに保持された
シール面を回転構成要素より十分外側に離間させる。したがって、たとえば、機
械の始動時には、ばねがセグメントを半径方向外向きに変位させる。始動後、作
動流体媒体、たとえば蒸気を静止構成要素の溝中に供給し、セグメントを押圧し
、セグメントを内方に、ばねのバイアス力に抗して、内側（または小さな）クリ
アランス位置に向けて移動させる。始動およびタービン停止時にセグメントをば
ねにより大きなクリアランス位置に後退させると、隣接するセグメントの端面間
のギャップがますます大きくなることが明らかである。反対に、セグメントを内
方に変位させると、隣接するセグメントの端面間のギャップが実質的に全閉位置
（このときセグメントがその最小直径に達する）まで減少する。セグメントの内
向きおよび外向き移動を可能にするために、セグメントを静止構成要素の溝内に
すべりまたはピストンはめ合い関係で配置する。

【０００５】回転機械（たとえば蒸気タービン）が、たとえば始動前に、停止しているとき
に、最大の半径方向外側位置にあるセグメントが、重力の作用下で静止構成要素
の円周方向溝に沿って下向きにすべることが観察された。その結果、セグメント
の端面間のクリアランスの累積が上側ハウジングに現れ、一方、下側セグメント
はより近づき、すなわち端部同士で接する。たとえば、回転機械に６個のセグメ
ントを使用した場合、通常、３個のセグメントが静止ケーシングの上側ハウジン
グ内に配置され、３個のセグメントが下側ハウジング内に配置される、すなわち
３個のセグメントがそれぞれ機械ケーシングの水平な中央線または分割線の上下
に配置される。始動前に、上側ハウジング内の側部セグメントおよび下側ハウジ
ング内の側部セグメントは重力の作用ですべり、そのため下側ハウジング内の側
部セグメントが機械の下側ハウジング内の最下位の中央セグメントに係合し、こ
の結果、端面間のクリアランスの累積が、上側ハウジング内の最上位のセグメン
トと上側ハウジング内の側部セグメントの片方または両方との間に現れる。

【０００６】始動時には、セグメントは流体圧力下でその半径方向外側位置から半径方向内
側位置に移動するように設計されている。重力の作用があるため、セグメントは
順次移動する傾向がある。まず最初、頂部セグメントが半径方向内向きに移動し
、これに上側ハウジングの側部セグメントが続く。つぎに、下側ハウジングの側
部セグメントが半径方向内向きに移動し、これに最下位のセグメントが続く。し
かし、セグメントが重力により静止構成要素の溝のまわりで円周方向に変位され
るので、ほぼ半径方向上向きとなる、静止構成要素の下側ハウジング内の側部セ
グメントの内向き移動が、最下位のセグメントの半径方向内向き移動を阻止する
（ブロックする）ことがわかった。すなわち、最下位のセグメントを半径方向内
向きに変位させようとする流体圧力の力は、下側側部セグメントをほぼ円周方向
上向きに変位させて、最下位のセグメントをその半径方向最内側位置に移動させ
るのに不十分である。その結果、最下位のセグメントはその設計された半径方向
内側位置から半径方向にずれたままにとどまり、結果としてそのシール面と回転
構成要素との間のクリアランスは所望値より大きくなる。

【０００７】従来、シールセグメントに作用する重力を吸収する提案がなされている。たと
えば、米国特許第５，４６４，２２６号および第５，３９５，１２４号参照。後
者の特許では、いわゆる重力ばねを静止構成要素内に配置して、上向きのバイア
ス力を下側ハウジングのシールセグメントに加える。これらの重力ばねはシール
セグメントにその端部間でかつ重心で係合する。さらに、シールセグメントには
、隣接する端面間に、また水平な中央線に隣接する端面間に円周方向ばねを設け
る。回転防止キーを上側および下側ハウジングにケーシングの中央線で固定する
。円周方向ばねは回転防止キーに当接する。この結果、シールセグメントは、セ
グメント端間のばねにより外向きに、また流体圧力の力により内向きにバイアス
される。シールセグメントが内向きに移動するとき、重力ばねは、セグメントが
ほとんどまたはまったく重さをもたず、下側シールセグメントが内側位置に閉じ
るのを許すように、機能する。したがって、下側シールセグメントは、その反対
向きの円周方向ばね力および重力ばね力のため、浮揚するとされ、このようなセ
グメントは半径方向内方および外方に移動する。また、回転防止キーに当接する
端部円周方向ばねは、下側シールセグメントを溝内で円周方向に変位するように
バイアスし、これに対して本発明では、下側側部セグメントの円周方向変位を積
極的に防止し、下側側部セグメントを内側位置と外側位置との間で（半径方向で
はなく）水平方向に移動させる。

【０００８】本出願人に譲渡された米国特許出願第０８／７２１，６５５号では、ケーシン
グの下側ハウジング内の側部セグメントそれぞれにガイドを設けている。このガ
イドは、セグメントを支持し、重力下でのセグメントの円周方向変位を防止し、
セグメントが外側（大きな）クリアランス位置と内側（小さな）クリアランス位
置との間で水平方向にすべるのを可能にする。各ガイドは、角ブラケットであり
、その１つの脚部が、回転機械の中央線に近いセグメントの端部に隣接するセグ
メントの外面に固定される。ブラケットのほぼ水平に突出する他の脚部は、静止
構成要素の内面に形成された凹所に収容され、静止構成要素に保持されたストッ
パに支持される。ストッパは回転機械の下側ハウジングの溝内で側部セグメント
が下向き円周方向に変位するのを防止し、これにより隣接するパッキングセグメ
ントの当接端間にクリアランスを維持する。ブラケットはまた、機械の下側ハウ
ジングの側部セグメントを、機械の軸線を通る鉛直面に対して近づいたり離れた
りほぼ水平方向に移動できるように、支持する。したがって、各側部セグメント
は１単位として回転構成要素に対して水平方向に接近、後退する。下側側部セグ
メントの水平方向変位のみを可能にし、半径方向変位を不可とすると、回転構成
要素と下側側部セグメントのその両端に位置するシール面との間のクリアランス
はわずかに異なる。しかし、その差は、機械の下側に沿ったラビリンスシールの
一体性に悪影響を与えるほどではない。しかし、有利なことに、重力の作用によ
る下側側部セグメントの円周方向変位を防止することにより、下側ハウジングの
最下位のセグメントを半径方向内向きに、たとえば上向きに、始動後のその設計
通りの半径方向最内側位置に変位することが可能になる。

【０００９】上述した米国特許出願のガイドは満足なものであるが、ガイドの目的を達成す
るのにガイドを使用できない場合もある。たとえば、蒸気タービン用の隔壁およ
び補助部品を修復しレトロフィットする場合、一部のタービンにはドエルピンや
ジョイントキーなどの水平ジョイント特徴があり、これがガイドブラケットを静
止構成要素に取り付けるのを許さないか非実用的とする、ことが確認された。場
合によっては、隔壁ウェブ自体が、ジョイント中央線に必要な他の部品と干渉し
合うため、ガイドブラケットの装着を許さないことがある。さらに、上述した米
国特許出願のガイドブラケットを適用するには、水平な隔壁ジョイントへのかな
りの機械加工と、セグメントへのガイドのボルト止めとが必要となった。これら
の手順と追加の部品とにより、ガイドブラケットの取付コストが増大する。した
がって、当初の装置製造時に、またすべてではないとしてもほとんどのタービン
用のレトロフィットにも使用できる、セグメントの円周方向滑りを防止するまっ
たく新しい保持装置が必要とされている。

【００１０】

【発明の概要】

本発明によれば、リテイナクリップを、水平な中央線ジョイントに隣接するハ
ウジングの下半部の両側に沿って、静止構成要素と関連するセグメントとの間に
介在させる。リテイナクリップは、本質的に、細長い平坦な円弧状板ばねがその
両端に反対方向に曲げたタブを有する構成である。静止構成要素の壁に、下側ハ
ウジングの各側面における水平ジョイントに隣接して、クリップの上端の半径方
向外向きタブを収容する凹所を形成する。下側ケーシングまたはハウジングの上
部セグメントの半径方向外側面に、クリップの他端の半径方向内向きタブを収容
する（ほぼ軸線方向に延在する）凹所を設ける。かくして、クリップはセグメン
トと静止構成要素間のスペースに、かつ機械が運転速度にあるときセグメントを
半径方向内向きに変位させる蒸気を受け取る容積部分に延在する。

【００１１】機械が停止中であり、可変パッキングリングセグメントに通常用いられるばね
によりセグメントをその半径方向最外側位置にバイアスしている場合、クリップ
は静止構成要素の壁にその長さの大部分にわたって当接する。機械が運転速度に
近づくと、セグメントはバネのバイアス力に抗して蒸気圧力下で内方に変位され
、ラビリンス歯と回転構成要素との間のシーリングギャップを閉じる。クリップ
の下端はセグメントの移動に追従し、クリップを静止構成要素の壁から変位させ
る。しかし、タブおよびタブが配置される凹所の寸法は、クリップが、セグメン
トと静止構成要素との間の蒸気容積内で抜け外れるのを防止し、こうしてクリッ
プをセグメントと静止構成要素との間に捕捉状態に維持するような寸法である。
この構成により、下側ケーシングの上部セグメントと静止構成要素との間に係合
するクリップは、これらの上部セグメントが重力下で円周方向に変位するのを防
止する。したがって、機械が作動速度となったときには、下側ケーシング内の最
下位のセグメントは、その両端と上部セグメントの下端との間に十分なクリアラ
ンスを有し、作動速度で下部セグメントの十分な半径方向内向き移動を許す。こ
のクリップはケーシング上半部にも用いることができ、セグメントを上側ケーシ
ングの両側に沿って保持し、上側ケーシングを取り付けて下側ケーシングを閉じ
るときに、上側セグメントが下向きに移動し上側ケーシングから抜け出るのを防
止する。

【００１２】この発明の好適な実施態様によれば、軸線のまわりに回転可能な構成要素を有
する回転機械が提供され、この回転機械の構成において、静止構成要素が、軸線
のまわりの環状溝と、軸線のまわりのかつ溝内に開口するスロットを部分的に画
定する少なくとも１つの軸線方向に向いた位置決めフランジと、ストッパとを有
し、前記回転機械の軸線のまわりに並べられた複数の円弧状セグメントの一つを
形成するセグメント本体が、前記静止構成要素の溝内に部分的に配置され、前記
セグメント本体は、円弧状シール面と、溝内に配置された少なくとも１つの軸線
方向に向いたフランジと、前記スロットに収容されて前記フランジと前記シール
面を相互連結するネック部分とを有し、細長い保持クリップが前記セグメント本
体と前記静止構成要素との間に配置され、このクリップは、その一端に隣接して
静止構成要素に設けられた前記ストッパに係合するほぼ半径方向外向きの突出部
と、その他端に隣接して前記セグメントに係合するほぼ半径方向内向きの突出部
とを有し、これにより前記溝のまわりでの前記セグメント本体の円周方向変位を
防止する。

【００１３】この発明の別の好適な実施態様によれば、軸線のまわりに回転可能な構成要素
を有する回転機械が提供され、この回転機械の構成において、上側ケーシングと
下側ケーシングが水平中央線で互いに連接され、そして軸線のまわりの環状溝と
、軸線のまわりのかつ溝内に開口するスロットを部分的に画定する少なくとも１
つの軸線方向に向いた位置決めフランジと、下側ケーシングで前記中央線に隣接
して配置された１対のストッパとを有し、複数の円弧状セグメントが前記回転機
械の軸線のまわりに並べられて前記静止構成要素の溝内に部分的に配置され、こ
れらセグメントの３個以上が前記下側ハウジングに配置されて１対の側部セグメ
ントとこれら側部セグメント間の中間セグメントとを与え、前記セグメントはそ
れぞれ、円弧状シール面と、溝内に配置された少なくとも１つの軸線方向に向い
たフランジと、前記スロットに収容されて前記フランジと前記シール面とを相互
連結するネック部分とを有する本体を含み、細長い保持クリップが前記各側部セ
グメント本体と前記静止構成要素との間に配置され、この各クリップはその一端
に隣接してほぼ半径方向外向きの突出部を有し、この外向き突出部が前記下側ケ
ーシングに設けられた前記ストッパに係合し、また各クリップは外向き突出部の
反対側のその他端に隣接してほぼ半径方向内向きの突出部を有し、この内向き突
出部が前記側部セグメントに係合し、これにより前記溝のまわりでの前記セグメ
ント本体の円周方向変位を防止する。

【００１４】したがって、この発明の主たる目的は、静止構成要素および回転構成要素を有
する回転機械において、静止構成要素のまわりに配置された環状シールセグメン
トが重力の力で円周方向に変位するのを防止し、これによりセグメントを回転構
成要素のまわりで近接させることを可能にし、互いにかみ合ったりシール閉じ操
作を妨げたりするのではなく、所望のシールを達成する、新規な改善された回転
機械を提供することにある。

【００１５】

【好適な実施態様】

図１は、回転機械、たとえば蒸気タービンの一部を、その軸線に直交する方向
に見た、そしてラビリンスシールを示す、部分的断面図である。１０で総称する
回転機械、たとえば蒸気タービンは、回転構成要素、たとえばタービンシャフト
１２が静止構成要素、たとえばタービンハウジング１４内に配置された構成であ
る。シャフト１２はタービンハウジング１４内に通常の手段（図示せず）で回転
自在に支持されている。複数のシールリング１８、２０および２２を含む多段ラ
ビリンスシール１６がタービンシャフト１２のまわりに配置され、高圧領域２８
と低圧領域３０とを分離している。各シールリングは複数の円弧状シールセグメ
ント３２の環状配列から形成される。通常、ラビリンスシール１６は、高圧領域
２８から低圧領域３０へ流れる蒸気の流れに比較的多数の部分的バリアを設置す
ることにより、機能する。各バリアは、タービンシャフト１２の軸線に平行に流
れようとする蒸気を強制的に曲がりくねった通路に追い込み、これにより圧力降
下を生じさせる。したがって、たとえば図１に最も良く明示するように、各シー
ルリング・セグメント３２は、歯３６が半径方向に突出するシール面３４を有す
る。シール面３４は互いに軸線方向反対向きに延在する１対のフランジ３８によ
り形成されているが、用途によってはこのようなフランジ３８ひとつだけでもよ
い。シールリング・セグメント３２の外側部分は、やはりセグメント３２から互
いに遠ざかる軸線方向反対方向に延在する位置決めフックまたはフランジ４０を
含む。図１に示すように、静止構成要素、すなわちタービンハウジング１４はシ
ールの各軸線方向位置にほぼダブテール形状の環状溝４２を有する。環状溝４２
は、ハウジング１４の半径方向最内側部分に沿って、１対の位置決めフランジ４
４により位置決めされている。１対の位置決めフランジ４４は軸線方向に互いに
向き合って延在し、相互間にスロット４６を画定する。各セグメント３２のネッ
ク４８が位置決めフランジまたはフック４０とシール面３４とを相互連結し、ス
ロット４６に通りぬける。

【００１６】セグメント３２は、始動時と運転速度時に対応する、回転構成要素、たとえば
タービンシャフトのまわりの開放・最外側・大クリアランス位置と閉止・最内側
・小クリアランス位置との間で可動な、正圧可変クリアランス・パッキングリン
グセグメントから構成するのが好ましい。これらのセグメント３２は、セグメン
トの位置決めフランジまたはフック４０と静止構成要素１４の位置決めフランジ
４４との間に配置されたばねにより、開放・最外側・最大直径位置にバイアス移
動されている。セグメント３２を閉止・小直径位置に変位させるために、複数の
通路（図示せず）を静止構成要素またはセグメントに設けて、流動媒体、たとえ
ば蒸気を溝４２にかつセグメントの外側面に沿って導入し、これによりセグメン
トを、バネのバイアスに抗して、内方へ回転構成要素に向けて変位することがで
きる。このタイプの正圧可変クリアランス・パッキングリングセグメントは、当
業界で周知であり、たとえば本出願人に譲渡された米国特許第４，３７４，０６
８号に記載、図示されている。この特許の開示内容を本発明の先行技術として援
用する。

【００１７】図２は、本出願人に譲渡された前掲の米国特許出願第０８／７２１，６５５号
に用いられるガイドブラケットを軸線方向に見た図で、静止ハウジング１４は通
常上側半部１４Ｕと下側半部１４Ｌとに分割されている。各ハウジング半部には
複数のセグメントが装着され、図面では上側ハウジング半部１４Ｕと下側ハウジ
ング半部１４Ｌに３つのセグメント３２Ｕと３つのセグメント３２Ｌがそれぞれ
設けられている。この先願によれば、上側セグメント３２Ｕは、蒸気圧力および
ばね圧力下でそれぞれ半径方向内向きおよび外向きに可動である。同様に、下側
ハウジング内の中央セグメント３２Ｌは、蒸気圧力およびばね圧力下でそれぞれ
半径方向内向きおよび外向きに可動である。しかし、下側ハウジング半部内の１
対の上方セグメント３２Ｌは、その上端でブラケット６０に装着されている。特
に、各ブラケット６０の下側脚部は、たとえばボルトにより、各セグメントの上
端に固定され、そしてブラケットの水平部分は下側ハウジングに形成されたスロ
ットにはまっている。この結果、これらのセグメントは矢印９２で示す方向に可
動である。前述したように、この配置は満足なものであるが、ブラケットを挿入
したりレトロフィットしたりできない回転機械も存在する。したがって、本発明
は、静止構成要素と半径方向内方および外方に可動なセグメントとの、前記とは
異なる形態の連結を提供し、すべてのセグメントを円周方向に移動できるように
する。

【００１８】具体的には、図３は、タービンの上側および下側ケーシングの上側および下側
セグメントを軸線方向に見た部分的拡大図で、本発明によるセグメントの円周方
向移動を防止するクリップを示し、図４は図３の４−４線方向に見た断面図であ
る。図３および図４において、静止構成要素１４Ａは、軸線方向に互いに離間し
た位置決めフランジ４４Ａとともにほぼダブテール形状の溝４２Ａを画定してい
る。各セグメント３２Ａは、ラビリンス歯が装着されているシール面３４Ａ、シ
ール面フランジ３８Ａおよび位置決めフックまたはフランジ４０Ａを含む。位置
決めフックまたはフランジ４０Ａおよびシール面フランジ３８Ａは、位置決めフ
ランジ４４Ａの対向面４６Ａ間に配置された細いネック４８Ａにより相互連結さ
れている。図３に明示するように、そして本出願人に譲渡された米国特許第４，
３７４，０６８号の開示にしたがって、ばね６６を、セグメント３２Ａの位置決
めフランジ４０Ａと静止構成要素１４Ａの位置決めフランジ４４Ａとの間に配置
して、セグメント３２Ａを半径方向外側位置にバイアスする。こうして、セグメ
ントの外面に沿って溝４２Ａに導入された蒸気により、セグメントを、ばね６６
のバイアス力に抗して、半径方向内向きに回転構成要素に向け変位させる。重力
の作用がセグメント３２Ａを円周方向に下向きに変位させるのを防止しながら、
下側ハウジング１４Ｌにおける１対の側部セグメントのほぼ半径方向内向きおよ
び外向きの移動を可能にするために、本発明によれば、ばねクリップ７０を設け
る。具体的には、ばねクリップ７０をセグメント３２Ａの半径方向外側面７２と
静止構成要素１４Ａの半径方向内側面７４との間の円弧状スペースに設ける。図
３に示すように、クリップは円周方向に部分的に延在し、たとえば、上側ケーシ
ング１４Ｕおよび下側ケーシング１４Ｌの水平な中心線近くから、側部セグメン
ト３２Ａの円周長さの約半分まで、円周方向に延在する。この結果、６個のセグ
メントを使用した場合、各セグメントは６０°延在し、クリップは水平中心線か
ら下向きに下側ケーシング半部の側部セグメントの中央部分近くまで約３０°延
在する。

【００１９】図面から明らかなように、クリップ７０はほぼＺ形状で、クリップの上端およ
び下端に位置するタブまたは突出部７８および８０を細長い本体７６でつないだ
構造である。図３に示すように、下側ケーシング半部はその内面４２Ａに凹所ま
たはストッパ８２が形成されてタブ７８を受け入れ、一方側部セグメントの外面
７２に凹所８４が形成されて下端タブ８０を受け入れる。

【００２０】さらに詳しくは、図５〜図８を参照すると、ストッパ８２との係合にクリップ
全幅のタブは不要であるので、クリップの上端タブ７８は幅が小さくなっている
。つまり、タブの幅を小さくすることで、たとえばレトロフィットで機械加工し
て下側ケーシング半部にストッパ８２を形成する作業を軽減する。しかし、下端
タブ８０はクリップ７０の全幅を有する。装置の作動についての説明から明らか
であるように、クリップ７０にはその円弧状部分７６に少なくとも１個、好まし
くは複数個の開口８６を設ける。

【００２１】図３を参照すると、タブ７８がストッパ８２に支えられ、タブ８０がセグメン
ト７２Ａの外面７２に沿って形成された凹所８４に係合しているので、セグメン
ト３２Ａが重力の作用下でダブテール溝４２Ａ内で円周方向下向きに変位するの
を防止されているのがわかる。図３のセグメント３２Ａは半径方向最外側位置に
示されている。回転機械が所定のスピードまで上がってくると、溝４２Ａに供給
される蒸気が、セグメントをばね６６のバイアス力に抗して半径方向内方に変位
させる。この下側ケーシング半部１４Ｌの上方セグメントの半径方向内向き移動
は、本質的にクリップ７０をタブ７８およびストッパ８２間の係合部のまわりに
枢軸回転させ、それまで溝４２Ａの面７４と係合していた円弧状本体部分７６を
面７４より半径方向内方に変位させる。しかし、タブ８０の長さは半径方向移動
とスロット８４の深さとを組み合わせた長さより長いので、セグメント３２Ａの
半径方向内向き移動に際しても、タブ８０はスロットから抜けない。その結果、
クリップ７０は下側ケーシング半部の上方（側部）セグメントを適正な円周方向
位置に維持し、下側ケーシングの下方セグメントの両端と下側ケーシングの側部
セグメントの下端との間のクリアランスを維持し、下側セグメントを蒸気圧力下
で、ばね６６のバイアス力に抗して、半径方向内向きに変位させるのを可能にす
る。開口８６はクリップの両面での蒸気圧力を容易に均等にする作用をなし、か
くしてセグメントを半径方向内向きに変位させる蒸気圧力がセグメントの長さに
沿って等しく分布する。

【００２２】また図３に示すように、同様の１対のばねクリップをケーシングの上半部にも
設けてその側部セグメントの円周方向変位を防止できる。上部クリップのタブ７
８は静止構成要素の溝４２Ａに形成された同様の凹所９０に係合し、一方下端タ
ブ８０は、水平接合線に隣接してかつ中央線にて上側セグメントと下側セグメン
トをつなぐキー９２に隣接して位置決めフランジ４０Ａの端面に係合する。こう
すれば、上側ケーシングをメンテナンスまたは修理のために取り外すとき、セグ
メントが重力の作用で上側ケーシング半部から脱落せず、そこに保持される。

【００２３】図１０〜図１２に、ばねクリップの別の形を示す。上述した実施例と同じ部品
は、同じ参照符号に添字ａを後ろに付けて表示する。本実施形態のばねクリップ
７０ａは、開口８６以外には上述した形態のばねクリップ７０とほぼ同一形状で
ある。本実施形態では、切り欠き９６が、タブまたは突出部７８ａおよび８０ａ
間で、ばねクリップの本体の片側または両側に形成されている。複数の切り欠き
９６をばねクリップに沿って間隔をあけて形成するのが好ましいが、一つの細長
い切り欠きをばねクリップ７０ａの片側または両側に設けてもよい。しかし、切
り欠き９６を設ける目的は、開口８６と同様である、すなわちクリップ７０ａの
両側の蒸気圧力の均等を助長し、セグメントを半径方向内向きに変位させる蒸気
圧力をセグメントの長さに沿って等しく分布させることである。

【００２４】以上、本発明を現在のところもっとも実用的かつ好適な実施例と考えられるも
のについて説明したが、本発明は例示の実施例に限定されない。本発明は、その
要旨の範囲内に含まれる種々の変更例や等価な配置を包含するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】回転機械、たとえば蒸気タービンの一部を、その軸線に直交する方向に見ラビ
リンスシールを示す部分的断面図である。

【図２】米国特許出願第０８／７２１，６５５号に用いられるガイドブラケットを軸線
方向に見た図である。

【図３】タービンの上側および下側ケーシングの上側および下側セグメントを軸線方向
に見た部分的拡大図であり、本発明によるセグメントの円周方向移動を防止する
クリップを示す図である。

【図４】図３の４−４線方向に見た断面図である。

【図５】本発明のばねクリップの頂部平面図である。

【図６】ばねクリップを半径方向外向きに見た立面図である。

【図７】ばねクリップの側面図である。

【図８】ばねクリップを半径方向内向きに見た立面図である。

【図９】図３の９−９線方向に見た断面図である。

【図１０】本発明の第２の実施例によるばねクリップを半径方向外向きに見た立面図であ
る。

【図１１】第２のばねクリップの側面図である。

【図１２】第２のばねクリップを半径方向内向きに見た立面図である。

【符号の説明】

１０回転機械（蒸気タービン）１２回転構成要素（タービンシャフト）１４静止構成要素（タービンハウジング）３２シールセグメント３４シール面３６歯４０位置決めフック４２環状溝４６スロット６６ばね７０ばねクリップ７６本体部分７８，８０タブ８２ストッパ８４凹所８６開口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ１６Ｂ 2/24 Ｆ１６Ｂ 2/24 ＺＦ１６Ｆ 1/18 Ｆ１６Ｆ 1/18 Ｚ (72)発明者クノロウスキー，ビクター・ジョンアメリカ合衆国、12148、ニューヨーク州、レクスフォード、ストーニー・ブルック・ドライブ、３番Ｆターム(参考） 3G002 HA07 HA10 3J022 DA12 DA18 EA03 EB03 FB12 HA02 HB03 HB06 3J042 AA04 CA03 DA03 3J059 AD02 BA17 BA19 CA04 GA35 GA50

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸線のまわりに回転可能な構成要素を有する回転機械におい
て、その静止構成要素が、軸線のまわりの環状溝と、軸線のまわりのかつ溝内に開
口するスロットを部分的に画定する少なくとも１つの軸線方向に向いた位置決め
フランジと、ストッパとを有し、前記回転機械の軸線のまわりに並べられた複数の円弧状セグメントの一つを形
成するセグメント本体が前記静止構成要素の溝内に部分的に配置され、前記セグメント本体は、円弧状シール面と、溝内に配置された少なくとも１つ
の軸線方向に向いたフランジと、前記スロットに収容されて前記フランジと前記
シール面を相互連結するネック部分とを有し、細長い保持クリップが前記セグメント本体と前記静止構成要素との間に配置さ
れ、このクリップは、その一端に隣接して静止構成要素に設けられた前記ストッ
パに係合するほぼ半径方向外向きの突出部と、その反対端に隣接して前記セグメ
ントに係合するほぼ半径方向内向きの突出部とを有し、これにより前記溝のまわ
りでの前記セグメント本体の円周方向変位を防止する、回転機械。
【請求項２】前記クリップはその両端の突出部間に円弧状に延在する本体
を含み、この円弧状本体が前記軸線のまわりの環状溝内に延在する、請求項１に
記載の機械。
【請求項３】前記セグメントは、前記溝内に位置しかつ前記溝内の静止構
成要素の円弧状半径方向内向き面に向かい合う円弧状半径方向外向き面を含み、
前記クリップ本体は前記セグメント面と前記静止構成要素面との間に円弧状に延
在する、請求項２に記載の機械。
【請求項４】前記セグメントは前記クリップの前記反対端の半径方向内向
きの突出部を受け入れる凹所を含む、請求項１に記載の機械。
【請求項５】前記セグメントは前記溝内で前記静止構成要素に対して半径
方向内方および外方位置間で可動であり、前記クリップはその両端の突出部間に円弧状に延在する本体を含み、この円弧
状本体が前記軸線のまわりの環状溝内に延在し、前記セグメントは前記溝内に位置しかつ前記溝内の静止構成要素の円弧状半径
方向内向き面に向かい合う円弧状半径方向外向き面を含み、前記クリップ本体は前記セグメント面と前記静止構成要素面との間に円弧状に
延在して前記セグメントが前記半径方向外方位置にあるとき前記静止構成要素の
半径方向内向き面に部分的に係合する、請求項１に記載の機械。
【請求項６】前記セグメントは前記溝内に位置しかつ前記溝内の静止構成
要素の円弧状半径方向内向き面に向かい合う円弧状半径方向外向き面を含み、前記クリップ本体は、前記セグメント面と前記静止構成要素面との間に円弧状
に延在し、そしてその両側間に１個以上の貫通開口を有する、請求項１に記載の機械。
【請求項７】前記セグメントは前記溝内に位置しかつ前記溝内の静止構成
要素の円弧状半径方向内向き面に向かい合う円弧状半径方向外向き面を含み、前記クリップ本体は前記セグメント面と前記静止構成要素面との間に円弧状に
延在し、そしてその１つの縁に沿って切り欠きを有する、請求項１に記載の機械。
【請求項８】軸線のまわりに回転可能な構成要素を有する回転機械におい
て、その上側ケーシングと下側ケーシングが水平中央線で互いに連接され、そして
軸線のまわりの環状溝と、軸線のまわりのかつ溝内に開口するスロットを部分的
に画定する少なくとも１つの軸線方向に向いた位置決めフランジと、下側ケーシ
ングに前記中央線に隣接して配置された１対のストッパとを有し、複数の円弧状セグメントが前記回転機械の軸線のまわりに並べられて前記静止
構成要素の溝内に部分的に配置され、これらセグメントの３個以上が前記下側ハ
ウジングに配置されて１対の側部セグメントとこれら側部セグメント間の中間セ
グメントとを与え、前記セグメントはそれぞれ、円弧状シール面と、溝内に配置された少なくとも
１つの軸線方向に向いたフランジと、前記スロットに収容されて前記フランジと
前記シール面を相互連結するネック部分とを有する本体を含み、細長い保持クリップが前記各側部セグメント本体と前記静止構成要素との間に
配置され、この各クリップは、その一端に隣接してほぼ半径方向外向きの突出部
を有し、この外向き突出部が前記下側ケーシングに設けられた前記ストッパに係
合し、また各クリップは外向き突出部の反対側のその他端に隣接してほぼ半径方
向内向きの突出部を有し、この内向き突出部が前記側部セグメントに係合し、こ
れにより前記溝のまわりでの前記セグメント本体の円周方向変位を防止する、回転機械。
【請求項９】前記各クリップはその両端の突出部間に円弧状に延在する本
体を含み、この円弧状本体が前記軸線のまわりの環状溝内に延在する、請求項８
に記載の機械。
【請求項１０】前記各セグメントは前記溝内に位置しかつ前記溝内の静止
構成要素の円弧状半径方向内向き面に向かい合う円弧状半径方向外向き面を含み
、前記クリップ本体は前記側部セグメントのセグメント面と前記静止構成要素面
との間に円弧状に延在する、請求項９に記載の機械。
【請求項１１】前記各側部セグメントは前記クリップの半径方向内向きの
突出部の一方を受け入れる凹所を含む、請求項８に記載の機械。
【請求項１２】前記セグメントは前記溝内で前記静止構成要素に対して半
径方向内方および外方位置間で可動であり、前記各クリップはその両端の突出部間に円弧状に延在する本体を含み、この円
弧状本体が前記軸線のまわりの環状溝内に延在し、前記各セグメントは前記溝内に位置しかつ前記溝内の静止構成要素の円弧状半
径方向内向き面に向かい合う円弧状半径方向外向き面を含み、前記各クリップ本体は前記側部セグメントのセグメント面と前記静止構成要素
面との間に円弧状に延在し、前記側部セグメントが前記半径方向外方位置にある
とき前記静止構成要素の半径方向内向き面に部分的に係合する、請求項８に記載の機械。
【請求項１３】前記各セグメントは前記溝内に位置しかつ前記溝内の静止
構成要素の円弧状半径方向内向き面に向かい合う円弧状半径方向外向き面を含み
、前記各クリップ本体は、前記側部セグメントのセグメント面と前記静止構成要
素面との間に円弧状に延在し、そしてその両側間に１個以上の貫通開口を有する
、請求項８に記載の機械。
【請求項１４】前記各セグメントは前記溝内に位置しかつ前記溝内の静止
構成要素の円弧状半径方向内向き面に向かい合う円弧状半径方向外向き面を含み
、前記各クリップ本体は前記側部セグメントのセグメント面と前記静止構成要素
面との間に円弧状に延在し、そしてその１つの縁に沿って少なくとも１つの切り
欠きを有する、請求項８に記載の機械。