JP2003254006A

JP2003254006A - シール装置及び蒸気タービン

Info

Publication number: JP2003254006A
Application number: JP2002051139A
Authority: JP
Inventors: Masataka Kikuchi; 地正孝菊
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-02-27
Filing date: 2002-02-27
Publication date: 2003-09-10

Abstract

(57)【要約】【課題】従来不可能だったシールフィンの列数の大幅
な増加をラビング等の不都合な事象を誘発することなく
安全に実現する事ができ、蒸気タービンに適用すること
により、ラビングの発生を引き起こすことなくシール部
の漏洩流量を低減することが可能で、高性能かつ安全で
信頼性の高いシール装置を得ること。【解決手段】静止体に付設されたラビリンスの長いシ
ールフィン９のピッチを回転体の軸方向伸び差の変動幅
と同等またはそれ以下の寸法に設定してシールフィンを
密に配置するとともに、静止体に付設されたラビリンス
を半径方向に移動可能とし、ターボ機械の起動停止時に
おいては回転体の凸部６と静止体側のラビリンスの長い
シールフィン９の先端とが半径方向に間隙を有し、ター
ボ機械の高負荷運転時には回転体側の凸部６と静止体の
ラビリンスの長いシールフィン９の先端とがロータ軸方
向から見て半径方向に重なり部を形成するように構成し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ターボ機械のシー
ル装置ならびにそのシール装置を適用するターボ機械に
関するものであり、特に、蒸気タービンのシール装置お
よびそのシール装置を適用した蒸気タービンに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、蒸気タービンの静翼は翼列をな
してロータに近接してケーシングに取り付けられ、ロー
タに翼列をなして取り付けられる動翼と組み合わされて
段落を形成し、タービン内に流入した蒸気を静翼にて膨
張させて高速にし、この高速の蒸気流を動翼に流入させ
ることによりロータを回転している。従って静翼とロー
タとの間にはロータの回転を可能にするために間隙が設
けられている。ところが、静翼に流入する蒸気の一部は
上記間隙から静翼をバイパスする漏れ蒸気となって流れ
るため、タービンの性能低下の一因となる。そこで、こ
の漏れ蒸気量を小さくするため、静翼内輪がロータに近
接する部分に非接触のラビリンスシールが設けられてい
る。

【０００３】このようなラビリンスシールとして従来か
らハイロー型のラビリンスシールが知られている。蒸気
タービンは高温蒸気を使用し高速でロータが回転する回
転機械であり、タービンの性能を向上させるためには作
動流体である蒸気が少しでも多く静翼および動翼に流入
するように、ロータと静翼内輪の間の間隙や動翼先端と
静翼外輪の間の間隙、または動翼先端とケーシングの間
の間隙を通って漏洩する蒸気の量を出来るだけ少なくす
る必要がある。蒸気タービンは高速回転機械であり接触
式のシール装置の適用は困難なことから蒸気タービンの
回転構造物と静止構造物との間のシールには上述のよう
な非接触式のラビリンスシールが適用されてきている。

【０００４】図１２は従来のハイロー型ラビリンスシー
ル装置の代表例を示している。図中、符号１は図示しな
いケーシングに嵌合して取り付けられたノズルダイアフ
ラム２の内輪、すなわち静翼内輪であり、その静翼内輪
１の内周に通常は板ばね等の弾性体３を介してパッキン
リング４が取り付けられている。シール部分の回転構造
物であるロータ５の表面には複数の周方向に延びる凸部
６が形成され、これら凸部６によってロータ５のシール
部表面には凹部７が形成されている。静止構造物である
パッキンリング４の内周側にはパッキンリング４と一体
または別体に形成された複数列のシールフィンが内径側
に向かって伸びている。これらパッキンリング４の内周
側に設けられたシールフィンは回転構造物のロータ５の
凸部６に対応する複数列の短いシールフィン８とロータ
５の凹部７に対応する複数列の長いシールフィン９とか
ら成っている。このような基本構造を有する非接触型の
シール装置を一般にハイロー型ラビリンスシールと称し
ており、短いシールフィン８の先端の半径方向間隙ａ_１
および長いシールフィン９の先端の半径方向間隙ｂ _１を
微小に設定し、静翼をバイパスしてこれらの半径方向間
隙ａ_１および半径方向間隙ｂ_１を通って漏れ出る蒸気Ｓ
を少なくして漏洩損失を低減させている。

【０００５】上記ハイロー型ラビリンスシール装置にお
いては、一般にロータ５に相対する静止構造物であるパ
ッキンリング４に形成された短いシールフィン８はロー
タ５の凸部６と微少な半径方向間隙を有するように形成
され、パッキンリング４に形成された長いシールフィン
９はロータ５の凹部７と微少な半径方向間隙を有するよ
うに形成され、かつロータ５の凸部６とパッキンリング
４に形成された長いシールフィン９とが互いに食い違う
ように、ロータ５の凸部６の外径よりもパッキンリング
４に形成された長いシールフィン９の内径の方が小さく
なるように形成されている。蒸気タービンのように温度
が大気温度に比べて大きく異なる流体を作動流体として
用いるターボ機械においては、主として回転構造物の温
度と静止構造物の温度の差や、回転構造物を構成する部
品の材料の線膨張率と静止構造物を構成する部品の材料
の線膨張率との差に起因する熱膨張量の違いによって、
回転構造物の軸方向熱伸び量と静止構造物の軸方向熱伸
び量が異なって静止構造物と回転構造物との間に軸方向
熱伸び差が生じる。このような温度によって静止構造物
と回転構造物との間に生じる軸方向熱伸び差など、運転
によって生じる静止構造物と回転構造物との間に生じる
タービン軸方向変位量の差の総計を一般的に軸方向伸び
差と称している。

【０００６】一般にハイロー型ラビリンスシール装置に
おいては、上述の軸方向伸び差が発生した場合において
も静止構造物であるパッキンリング４に形成された長い
シールフィン９がロータ５の凸部６と接触することがな
いように、ロータ５のシール部に形成される凹部７の幅
を設定している。運転中における軸方向伸び差の最大値
と最小値との差を伸び差変動幅と称することにすると、
ロータ５のシール部に形成される凹部７の幅は少なくと
も伸び差変動幅よりも大きく設定しなければならない。
蒸気タービンにおける伸び差変動幅は一般に数ｍｍから
数十ｍｍもの値となることから、パッキンリング４に形
成される長いシールフィン９またはロータ５に形成され
る凸部６の数が制限されることになる。

【０００７】以上、静翼内輪１とロータ５との間のシー
ル装置について説明したが、動翼１０の先端と静翼外輪
１１または図示しないケーシングとの間の間隙について
も同様の問題がある。図１３（ａ）および（ｂ）に従来
から適用されてきた蒸気タービンの動翼１０の先端と静
翼外輪１１の間に設けられたハイロー型ラビリンスシー
ル装置の代表例を示している。図１３（ａ）または
（ｂ）において動翼１０の先端に設けられたシュラウド
カバー１２と静翼外輪１１との間または図示しないケー
シングとの間には、動翼１０の回転を可能にするために
間隙が設けられている。このため、動翼１０に流入する
蒸気の一部はこの間隙から動翼１０をバイパスする漏れ
蒸気となって流れ、タービン性能を低下させる一因とな
っている。この漏れ蒸気を小さくするために、回転構造
物であるシュラウドカバー１２の表面には複数の周方向
に延びる凸部１３が形成され、これらの凸部１３によっ
てシュラウドカバー１２のシール部表面には凸部１３と
凹部１４が形成されている。

【０００８】静止構造物である静翼外輪１１(またはケ
ーシング)またはパッキンリング１５の内周側には複数
列のシールフィンが内径側に向かって伸びている。これ
ら静翼外輪１１やパッキンリング１５の内周側に設けら
れたシールフィンは回転構造物のシュラウドカバー１２
の凸部１３に対応する複数列の短いシールフィン１６と
シュラウドカバー１２の凹部１４に対応する複数列の長
いシールフィン１７とから成っている。短いシールフィ
ン１６はシュラウドカバー１２の凸部１３と微少な半径
方向間隙ａ_２を有するように形成され、長いシールフィ
ン１７はシュラウドカバー１２の凹部１４と微少な半径
方向間隙ｂ_２を有するように形成され、かつシュラウド
カバー１２の凸部１３と長いシールフィン１７とが互い
に食い違うようにシュラウドカバー１２の凸部１３の外
径よりも静止構造物側のラビリンスの長いシールフィン
１７の内径の方が小さくなるように形成されている。

【０００９】このシール装置においては、軸方向伸び差
が発生した場合においても静止構造物に形成された長い
シールフィン１７がシュラウドカバー１２の凸部１３と
接触することがないようにシュラウドカバー１２のシー
ル部に形成される凹部１４の幅を設定している。また、
シュラウドカバー１２のシール部に形成される凹部１４
の幅は少なくとも伸び差変動幅よりも大きく設定しなけ
ればならない。蒸気タービンにおける伸び差変動幅は一
般に数ｍｍから数十ｍｍもの値となることから静止構造
物に形成される長いシールフィン１７またはシュラウド
カバー１２に形成される凸部１３の数が制限されること
になる。

【００１０】ところで、図１２及び図１３に示したよう
なラビリンスシール装置のシール性能は一般にシールフ
ィン先端の半径方向間隙を小さくすれば向上する。他
方、ラビリンスシール装置のシールフィン先端の半径方
向間隙が小さすぎて何らかの要因、例えばケーシングの
過大な熱変形などにより回転構造物と静止構造物が接触
するいわゆるラビング現象が発生すると、タービンの軸
振動が激変してタービンの運転の継続が困難なほどの過
大な軸振動を引き起こすことがある。

【００１１】このように、ラビリンスシール装置のシー
ル性能を更に向上させる一つの方法はこの半径方向間隙
を大幅に狭めることであるが、蒸気タービンには起動停
止に伴うケーシングの不均一温度分布に起因する猫背現
象や逆猫背現象、ケーシングや静翼とロータや動翼の熱
膨張量の差異、回転構造物の遠心力による変形、軸受油
膜によるロータ軸心の移動、アライメント変化、軸振動
などの現象が発生することから、現状の半径方向間隙設
定が、ハードなラビング現象を発生させないための最小
限の間隙設定である。しかしながら、従来のラビリンス
シールのままでは大幅なシール性能の向上は望めない。

【００１２】これに対して、近年、特公昭４９−２９９
７５号あるいは米国特許４，４３６，３１１号に代表さ
れるような、クリアランスコントロールシステムと称さ
れるラビリンスシール装置の半径方向間隙制御手法が発
明され、非接触ラビリンスシール装置のシール性能の向
上を目指して、このようなクリアランスコントロールが
蒸気タービンに適用される場合がある。

【００１３】このようなクリアランスコントロールシス
テムは、ハイロー型ラビリンスシール装置に適用した図
１４（ａ）に示するように、ラビングの発生が最も懸念
されていた起動停止時にはシールフィン先端の半径方向
間隙を広く設定してラビングを回避するとともに、高い
シール性能が要求されるタービン高負荷時においては、
図１４（ｂ）に示すように、静止側ラビリンスを内径方
向に押し出すことによって、シールフィン先端間隙をク
リアランスコントロールシステムを用いていない場合よ
りも狭く設定してタービン高負荷時のシール性能を向上
させようとするものである。

【００１４】近年、蒸気タービンの高性能化が従来に増
して要求されてきており、蒸気タービンの性能向上のた
めには静翼および動翼における性能向上や排気損失低減
など種々の改善が講じられるなど日々進歩してきてい
る。このような改善の中において、ロータと静翼内輪の
間隙や動翼先端と静翼外輪の間隙を通って漏洩する蒸気
の量を出来るだけ少なくするというシール性能の向上は
タービンの性能向上に大きく貢献するものである。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、図１２
及び図１３に示したようなラビリンスシール装置におい
ては、一般にシールフィン先端の半径方向間隙を小さく
すればシール部の間隙の環状面積が小さくなるのでシー
ル性能は向上する。また、ラビリンスシール装置のシー
ル性能は、一般にシールフィンの列数を増やすことによ
り向上する。

【００１６】他方、ラビリンスシール装置のシールフィ
ン先端の半径方向間隙が小さすぎて何らかの要因、例え
ばケーシングの過大な熱変形などにより回転構造物と静
止構造物が接触するいわゆるラビング現象が発生する
と、タービンの軸振動が激変してタービンの運転の継続
が困難なほどの過大な軸振動を引き起こすことがある。

【００１７】このように、ラビリンスシール装置のシー
ル性能を更に向上させるために、この半径方向間隙を大
幅に狭めることには問題がある。しかしながら、蒸気タ
ービンには起動停止に伴うケーシングの不均一温度分布
に起因する猫背現象や逆猫背現象、ケーシングや静翼と
ロータや動翼の熱膨張量の差異、回転構造物の遠心力に
よる変形、軸受油膜によるロータ軸心の移動、アライメ
ント変化、軸振動などの現象が発生しすることから現状
の半径方向間隙設定がハードなラビング現象を発生させ
ないための最小限の間隙設定であるとはいえ、従来のラ
ビリンスシールのままでは大幅なシール性能の向上は望
めない。

【００１８】静翼内輪１に設けられたパッキンリング４
との間のハイロー型ラビリンスシール装置を例にとる
と、ロータ５の表面の円周上の一部分とシールフィンの
特に長いシールフィン６が接触した場合、ロータ５の接
触部位の温度が上昇してロータ５の接触部分近傍に温度
分布が発生し、接触部位が高温によって熱膨張するため
にロータ５に若干の変形が生じる。そのため、ラビング
現象が一旦発生すると、ロータ５の接触部位の温度上昇
により接触部位が大きく熱膨張してロータ５のしかも特
に強く接触した円周上の一部分が凸になるように、ロー
タ５が弓なりに変形する。その場合、更に接触が強くな
るとハードなラビング現象に至り、過大な軸振動を生じ
てタービンの運転の停止を余儀なくされたり、ロータ５
の接触部に熱応力による永久ひずみが発生したり、ロー
タ接触部の溶融などによる残留ひずみが永久ひずみとし
て発生したりしてロータ５に永久曲がりを生じさせてし
まうことがある等の問題があった。

【００１９】また、図１３に示した動翼１０の先端部分
に設けられたハイロー型ラビリンスシール装置は、ロー
タ５のラビリンスシール装置と同様にその半径方向間隙
が変化し、その変化の程度によっては静翼外輪１１また
はパッキンリング１５のシールフィンが動翼１０の先端
に設けられたシュラウドカバー１２に接触することがあ
る。その場合、ロータ５のラビリンスシール装置と同様
にタービン軸振動が発生して蒸気タービンの信頼性に影
響を与える。また、接触すると摩擦熱の発生によって接
触部の温度が上昇するが、動翼１０は回転運動をしてい
る物体であり回転による強大な遠心力が作用する物体で
あることから、蒸気タービンの動翼１０の先端に配設さ
れているシュラウドカバー１２の温度が接触による摩擦
熱によって高温となる。そした、高温により材料強度が
低下したシュラウドカバー１２は遠心力により変形して
半径方向に膨らみ、更に接触が強くなってハードなラビ
ング現象に至り、過大な振動を生じてタービンの運転の
停止を余儀なくされたり、動翼１０の先端のシュラウド
カバー１２に永久ひずみが発生したりする事態を引き起
こすという問題があった。

【００２０】このような問題の解決手段の一つとしてク
リアランスコントロールシステムが適用されることがあ
り、その場合、タービン高負荷時の半径方向間隙を狭く
することが可能になることからタービン高負荷時のシー
ル性能向上に効果がある。

【００２１】しかしながら、タービン高負荷時において
も蒸気タービンは幾ばくかのロータ軸振動や偏心あるい
はケーシングの熱変形を有しており、クリアランスコン
トロールシステムを適用した場合においてもタービン高
負荷時における半径方向間隙を確保しておく必要があ
り、それ以上の性能向上は望める状況にない。

【００２２】ラビリンスシール装置の半径方向間隙が最
小限の設定となっていてそれ以上狭くすることが出来な
い場合、ラビリンスシール装置の性能向上策としてシー
ルフィンの列数を増やすことが考えられる。しかしなが
ら、蒸気タービンなどの高温流体を扱うターボ機械にお
いてはロータの温度分布とケーシングの温度分布との違
いによってロータとケーシングの熱伸び量に大きな差異
が生じることからシールフィンの列数を大幅に増やすこ
とは困難な状況にある。

【００２３】蒸気タービンは一般に500℃ないし600℃程
度の高温の水蒸気を導入して蒸気の熱エネルギーをター
ビンロータの回転という機械エネルギーに変換するため
の機械装置であるために、高温にさらされる機械であ
る。蒸気タービンの回転構造物であるロータは静止構造
物のケーシングに比べて大きさ、重量ともに小さく、熱
容量的にもケーシングに比べて小さいものとなってい
る。また、回転構造物であるロータは熱伝導率もケーシ
ングに比べて大きい。そのために、蒸気タービンの起動
時に高温の蒸気がタービンに流入してくるとロータを構
成するロータ５の方が図示しないケーシングよりも速や
かに高温になる。

【００２４】その結果、冷機状態における起動前に図１
５（ａ）に示すような位置関係にあった回転側ラビリン
スと静止側ラビリンスは、起動運転時には図１５（ｂ）
に示すようにロータ５の熱膨張量がケーシングの熱膨張
量よりも大きくなってタービン軸方向の相対位置が変化
する。尚、この状態をロータロング状態と称する。一般
にこの相対変位量は伸び差と称され、ロータの変位拘束
位置であるスラスト軸受（図示しない）から離れるほど
大きくなり、また蒸気温度が高いほど大きくなる。ター
ビンの負荷が大きくなって定常運転になると図１５
（ｃ）に示すように、ロータとケーシングの温度差が小
さくなるのでこのタービン軸方向の相対変位量（伸び
差）も小さくなって或る一定値に近づく。この状態をス
テディ状態と称する。他方、タービン停止に向けて負荷
が減少するとタービンに温度の低い蒸気が流入するよう
になってロータは速やかに温度低下するのに対してケー
シングの温度低下は緩やかであり、ロータの熱膨張量が
ケーシングの熱膨張量よりも小さくなって伸び差が小さ
くなり図１５（ｄ）に示すように反対方向の伸び差が生
じることになる。尚、この状態をロータショート状態と
称する。

【００２５】従来用いられてきたハイロー型ラビリンス
シール装置においては、タービン起動時あるいはタービ
ン停止時のようにロータロング状態あるいはロータショ
ート状態で大きな伸び差が生じるような状況下において
も、図１５（ｂ）あるいは（ｄ）に示すように回転側ラ
ビリンスの凸部と静止側ラビリンスの長いシールフィン
が軸方向に接触することがないように、設計誤差等も十
分に考慮した上で長いシールフィンの軸方向ピッチを設
定している。従って、長いシールフィンのピッチは、ロ
ータロング状態における最大伸び差とロータショート状
態における最大伸び差の和すなわち伸び差変動幅よりも
大きい値に設定されている。このように、従来のハイロ
ー型ラビリンスシール装置においては、長いシールフィ
ンのピッチの最小値がタービンの軸方向の伸び差によっ
て制限されており、シール性能確保の観点から通常は最
小のシールフィンピッチが採用されている。それ故に、
シールフィンの列数を大幅に増加させてシール性能の向
上を図ることが困難な状況となっている。

【００２６】尚、従来適用されているクリアランスコン
トロールシステムにおいてはラビリンスのシールフィン
ピッチは従来のままであり、半径方向間隙の変化による
シール性能向上しか念頭に置かれていなかった。

【００２７】すなわち、従来技術のままでは、蒸気ター
ビンに適用されたハイロー型ラビリンスシール装置にお
けるシール性能の向上は限界状態にあり、更なるシール
性能向上が困難な状態に陥っていた。

【００２８】本発明は、このような点に鑑み、シールフ
ィンの列数の大幅な増加をラビング等の不都合を生ずる
ことなく実現でき、シール性能の向上を図るとともに、
蒸気タービンに適用することにより、シール部の漏洩流
量を低減することが可能で、高性能かつ安全で信頼性の
高いシール装置を得ることを目的とする。

【００２９】

【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
ロータの如き回転体とその回転体の外周に配設されたケ
ーシングの如き静止体を有し、回転体の外周面に周方向
に延びる凸部からなるラビリンスを形成するとともに、
静止体の内面には回転体の凸部に対応する短いシールフ
ィンと回転体側の凹部に対応する長いシールフィンとか
らなるラビリンスを形成し、回転体と静止体の間隙から
漏洩する流体の流量を低減するようにした非接触式のタ
ーボ機械用シール装置において、静止体に付設されたラ
ビリンスの長いシールフィンのピッチを回転体の軸方向
伸び差の変動幅と同等またはそれ以下の寸法に設定して
シールフィンを密に配置するとともに、静止体に付設さ
れたラビリンスを半径方向に移動可能とし、ターボ機械
の起動停止時においては回転体の凸部と静止体側のラビ
リンスの長いシールフィンの先端とが半径方向に間隙を
有し、ターボ機械の高負荷運転時には回転体側の凸部と
静止体のラビリンスの長いシールフィンの先端とがロー
タ軸方向から見て半径方向に重なり部を形成するように
構成したことを特徴とする。

【００３０】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明において、ターボ機械の高負荷運転時においては、回
転体の凸部と静止体側のラビリンスの短いシールフィン
の先端との間の半径方向の間隙が、回転体の凹部と静止
体側のラビリンスの長いシールフィンの先端との間の半
径方向の間隙よりも小さくなるように構成したことを特
徴とする。

【００３１】また、請求項３に係る発明は、請求項１又
は２に係る発明において、ターボ機械の高負荷運転時
に、静止体側のラビリンスの長いシールフィンが回転体
のラビリンスの凹部の中央よりも上流側に位置するよう
に構成したことを特徴とする。請求項４に係る発明は、
請求項１乃至３のいずれかに係る発明において、蒸気タ
ービン設備に適用されたシール装置においては、その起
動過程において、蒸気タービンの負荷が定格出力の５％
から５０％の範囲内にあるときに、シール装置における
半径方向クリアランスコントロールシステムの作動が完
了し、かつそれ以上の蒸気タービン負荷においては静止
体に付設されたラビリンスが常に最小の半径位置に保た
れることを特徴とする。

【００３２】請求項５に係る発明は、蒸気タービン設備
において、請求項１乃至４のいずれかに記載のシール装
置を適用したことを特徴とする。

【００３３】さらに、請求項６に係る発明は、高圧ター
ビンと低圧タービン、または高中圧タービンと低圧ター
ビン、或いは高圧タービンと中低圧タービンを有し、各
タービン段落に請求項１乃至４のいずれかに記載のシー
ル装置を適用した蒸気タービン設備において、ロータ軸
に設けられたスラスト軸受の設置位置に応じて、高圧側
と低圧側の各段落におけるシール装置の回転構造物側の
ラビリンスの凹部もしくは静止構造体のラビリンスの長
いシールフィンピッチの幅を互いに異なるようにしたこ
とを特徴とする。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を、図面を
参照して説明する。尚、以下においては、ターボ機械の
ひとつである蒸気タービンを例にとり、その中でも、ロ
ータと静翼内輪の間に設けられたシール装置を例にとっ
て説明する。また、以下の説明は、動翼の先端のシュラ
ウドカバーと静翼外輪またはケーシングの間に設けられ
たシール装置においても同様のことが言える。さらに、
一般にグランドと称されるところのロータとケーシング
との間に設けられたシール装置においても同様のことが
言える。

【００３５】図１はシール装置としての本実施形態にお
けるハイロー型ラビリンスシール装置の部分を示した断
面図である。図中、符号１は図示しないケーシングに嵌
合して取り付けられたノズルダイアフラム２の内輪、す
なわち静翼内輪であり、その静翼内輪１の内周に通常は
板ばね等の弾性体を介してパッキンリング４が取り付け
られている。シール部分の回転構造物であるロータ５の
表面には複数の周方向に延びる凸部６が形成され、これ
ら凸部６によってロータ５のシール部表面には凹部７が
形成されている。静止構造物であるパッキンリング４の
内周側にはパッキンリング４と一体または別体に形成さ
れた複数列のシールフィンが内径側に向かって伸びてい
る。これらパッキンリング４の内周側に設けられたシー
ルフィンは回転構造物のロータ５の凸部６に対応する複
数列の短いシールフィン８とロータ５の凹部７に対応す
る複数列の長いシールフィン９とから成っている。そし
て、静止構造物であるパッキンリング４に形成された短
いシールフィン８はロータ５の凸部６と微少な半径方向
間隙を有するように形成され、パッキンリング４に形成
された長いシールフィン９はロータ５の凹部７と微少な
半径方向間隙を有するように形成され、かつロータ５の
凸部６とパッキンリング４に形成された長いシールフィ
ン９とがロータ軸方向から見て互いに重なり合うよう
に、ロータ５の凸部６の外径よりもパッキンリング４に
形成された長いシールフィン９の内径の方が小さくなる
ように形成されている。

【００３６】上記構成は従来のものと同一であるが、本
発明においては、ターボ機械の高負荷運転時において、
回転構造物側のラビリンスの凸部６と静止構造物側のラ
ビリンスの短いシールフィン８の先端との間の半径方向
の間隙ｓ_１が回転構造物側ラビリンスの凹部７と静止構
造物側のラビリンスの長いシールフィン９の先端との間
の半径方向の間隙ｓ_２よりも小さくなるように構成され
ている。また、ラビリンスの長いシールフィン９のピッ
チをターボ機械の軸方向伸び差の変動幅と同等またはそ
れ以下の寸法に設定してフィンが密に配置されている。

【００３７】また、本発明によるハイロー型ラビリンス
シール装置は、起動停止時にはシールフィン先端の半径
方向間隙を広く設定してラビングを回避するとともに、
高いシール性能が要求されるタービン高負荷時において
は静止側ラビリンスを内径方向に押し出してシールフィ
ン先端の半径方向間隙を狭く設定することによりシール
性能を向上させるクリアランスコントロールシステムが
適用されている。

【００３８】そして、冷機状態からタービン起動後にロ
ータの熱伸びによって静止構造物側のラビリンスの長い
シールフィン９が回転構造物側のラビリンスの凸部６の
軸方向位置を乗り越えるまでは、静止構造物側のラビリ
ンスの長いシールフィン９の先端と回転構造物側のラビ
リンスの凸部６の先端の間に半径方向間隙を有するよう
に構成されている。

【００３９】図２（ａ）は、蒸気タービン起動前の冷機
状態における本実施形態のハイロー型ラビリンスシール
装置の状態を示す断面図である。図２（ｂ）は蒸気ター
ビンの起動後の無負荷状態からの負荷上昇の際の極低負
荷までの非定常運転状態における本実施形態のハイロー
型ラビリンスシール装置の状態を示す断面図であって、
いわゆるロータロング状態を示している。また、図２
（ｃ）は蒸気タービンの定常運転状態における本実施形
態のハイロー型ラビリンスシールの状態を示す断面図で
あって、いわゆるステディ状態を示している。さらに、
図２（ｄ）はタービン短時間停止後の急速暖機起動時の
極低負荷運転状態、あるいは負荷遮断直後の無負荷運転
時などにおける非定常運転状態における本実施形態のハ
イロー型ラビリンスシールの状態を示す断面図であっ
て、いわゆるロータショート状態を示している。

【００４０】図３は、本発明に適用するクリアランスコ
ントロールシステムの作動説明図である。図３におい
て、Ａはクリアランスコントロールシステム適用パッキ
ンの半径位置、Ｂはパッキンを支持する静止構造物と回
転構造物との半径方向相対変位、Ｅはクリアランスコン
トロールシステム適用パッキンの作動量、Ｈはクリアラ
ンスコントロールシステム非適用パッキンの半径位置を
示す。

【００４１】そこで、蒸気タービン設備の起動過程にお
いて、線Ａに示すように、蒸気タービンの負荷が定格出
力の５％から５０％の範囲内にあるときに、シール装置
における半径方向クリアランスコントロールシステムの
作動が完了し、かつそれ以上の蒸気タービン負荷におい
ては静止構造物側に付設されたラビリンスが常に最小の
半径位置に保たれる。

【００４２】本発明においては、前述のように、シール
フィンのピッチがタービン起動時（ロータロング状態）
の軸方向の伸び差の最大値とタービン停止時（ロータシ
ョート状態）の軸方向の伸び差の最大値との和すなわち
伸び差の変動幅より小さい値に設定してある。したがっ
て、回転側ラビリンスと静止側ラビリンスのシールフィ
ンとの軸方向の間隙は少なくともロータロング状態かあ
るいはロータショート状態のいずれかの状態において干
渉することになる。図２（ｂ）がこの状態を示してお
り、軸方向の位置関係のみに注目してみれば、図２
（ａ）から図２（ｂ）に変化する途中で回転側ラビリン
スは静止側ラビリンスのシールフィンと干渉し、図２
（ｂ）に至って静止側ラビリンスのシールフィンを乗り
越えた軸方向位置に達している。この時、もし回転側ラ
ビリンスと静止側ラビリンスのシールフィンとの半径方
向位置関係に大きな変化がなければ、これらシールフィ
ンが接触して過大な軸振動を引き起こし、タービンの運
転に支障をきたすことになる。また、たとえ運転を継続
することが出来たとしても、接触したシールフィンの損
傷によって半径方向の重なり部がほとんど形成できなく
なるのでシール性能の低下は免れない。

【００４３】しかしながら、図１に示した本発明におい
ては、シールフィンのピッチを小さく設定してシールフ
ィンを密に配設するとともに、クリアランスコントロー
ルを適用して起動停止時にはシールフィン先端の半径方
向間隙を広く設定することによりラビングが回避され
る。また、高いシール性能が要求されるタービン高負荷
時においてはクリアランスコントロールによって静止側
ラビリンスが内径方向に押し出されることによりシール
フィン先端間隙を狭くなり（図２（ｃ））、タービン高
負荷時のシール性能が向上される。

【００４４】このように、蒸気タービンに用いられるハ
イロー型ラビリンスシール装置に本発明を適用すること
にり、従来不可能だったシールフィンの列数の大幅な増
加を軸方向ラビング等の不都合な事象を誘発することな
く安全に実現する事ができる。その結果、ハイロー型ラ
ビリンスシール装置のシール性能が大幅に向上し、蒸気
タービンの性能向上に大きく貢献する。

【００４５】すなわち、図４は、シールフィンの列数と
漏れ流量との関係を示す線図であり、図４に示すよう
に、一般にシールフィンの列数を増やすことにより漏れ
流量が減少する。そこで、本発明においては、上述のよ
うにシールフィンの列数を大幅に増加することにより、
その性能を大きく向上させることができる。

【００４６】また、ターボ機械の高負荷運転時において
回転構造物側のラビリンスの凸部と静止構造物側のラビ
リンスの短いシールフィンの先端との間の半径方向の間
隙ｓ _１が、回転構造物側ラビリンスの凹部と静止構造物
側のラビリンスの長いシールフィンの先端との間の半径
方向の間隙ｓ_２よりも小さくなるように構成することに
より、回転構造物側ラビリンスの凹部７と静止構造物側
ラビリンスの長いシールフィン９とが半径方向の間隙を
食いつぶして接触することはないといえる。他方、回転
構造物側のラビリンスの凸部６と静止構造物側ラビリン
スの短いシールフィン８とによって形成される半径方向
の間隙ｓ_１は小さく設定され、好ましくは従来の１／２
程度の間隙に設定されるために、半径方向に接触する危
険性が指摘されるが、仮にこのような回転構造物側ラビ
リンスの凸部が接触してもその接触部の溶融・凝固や熱
影響による永久歪みの発生範囲は凸部のごく表面近傍に
発生するだけであって凸部の根元部まで及ばないのでロ
ータが曲がることはなく、従って運転に支障をきたすよ
うな大きな軸振動を発生することが無く、しかも高負荷
運転時には従来に増してシール性能が向上しタービンの
性能向上に貢献するという作用効果を発揮する。

【００４７】なお、蒸気タービンにおいて半径方向間隙
の変化が生じて接触の危険性が高まるのは主にタービン
の起動時、停止時あるいは低負荷における大きな負荷変
化時等の非定常運転時であって、このような運転状態に
おいてはクリアランスシールによってクリアランスが大
きく設定されているので、もとより接触の危険性は小さ
い。

【００４８】また、図５に示すように、ターボ機械の高
負荷運転時に静止構造物側のラビリンスの長いシールフ
ィン９が回転構造物側のラビリンスの凹部７の中央より
も上流側に位置するように構成してもよい。このよう
に、ハイロー型ラビリンスシール装置においては、ター
ボ機械の高負荷運転時に静止構造物側のラビリンスの長
いシールフィンが回転構造物側のラビリンスの凹部の中
央よりも上流側に位置するように構成することにより、
シール性能の向上が期待できる。すなわち、ハイロー型
ラビリンスシール装置において静止構造物側のラビリン
スの長いシールフィンが回転構造物側のラビリンスの凹
部の中央よりも下流側に位置する場合は、ラビリンスを
通過する流体の主要な流れが大きな渦を形成することな
く一方向に流れる割合が大きいので流れのエネルギー損
失が小さく、故にラビリンスを通過して流れる漏洩流量
が多くなってラビリンスのシール性能が低下する。一
方、静止構造物側のラビリンスの長いシールフィンが回
転構造物側のラビリンスの凹部の中央よりも上流側に位
置する場合は、ラビリンスを通過する流体の主要な流れ
が大きな渦を形成するので流れの損失が大きく、故にラ
ビリンスを通過して流れる漏洩流量が少なくなってラビ
リンスのシール性能が向上する。このように、ハイロー
型ラビリンスシール装置においては、ターボ機械の高負
荷運転時に静止構造物側のラビリンスの長いシールフィ
ンが回転構造物側のラビリンスの凹部の中央よりも上流
側に位置するように構成することにより、シール性能を
さらに向上させることができる。

【００４９】蒸気タービンにおいて、半径方向間隙の変
化が生じるのは主に起動時、停止時あるいは低負荷にお
ける大きな負荷変化時等の非定常運転時である。クリア
ランスコントロールシステムを使用していない従来型の
蒸気タービンにおけるタービン起動から定格負荷までの
半径方向間隙の変化量を図６に示す。蒸気タービンにお
いては、半径方向間隙変化量は、曲線Ｂのように、一般
的に２％から５％のタービン負荷で最大になり、一般的
に５％から２０％のタービン負荷において極小値とな
る。

【００５０】また、例えば蒸気タービンの高圧部におい
て、軸方向の伸び差がロータロング状態で最大になるの
は完全冷機起動時の低負荷状態であり、他方、ロータシ
ョート状態で軸方向伸び差が最大になるのはタービン短
時間停止後の急速暖機起動時の極低負荷運転状態、ある
いは負荷遮断直後の無負荷運転時などである。また、蒸
気タービンの性能が重視されるのは一般的に言ってター
ビン負荷が定格出力の５０％以上となる高負荷の状態に
おいてである。従って、蒸気タービン設備の起動過程に
おいて、半径方向間隙の変化量が最大値となるタービン
負荷を越えた負荷状態で、かつ、少なくともロータショ
ート状態での最大伸び差が発生するタービン負荷を越え
た負荷状態であるところの、蒸気タービンの負荷が定格
出力の５％から５０％の範囲内においてシール装置にお
ける半径方向クリアランスコントロールシステムの作動
が完了するように構成することにより、シールフィンピ
ッチを小さくしてシール性能の向上を図ると同時に半径
方向ならびに軸方向の接触を回避することが可能とな
る。

【００５１】本発明のシール装置を適用する蒸気タービ
ン設備の代表的な例として、高圧タービン２０から低圧
タービン２１までのロータが一体に形成されたタービン
ロータが使用され、このロータの高圧部から低圧部まで
のタービン段落が一つのタービンケーシングに格納され
る構造を有し、それらタービン段落が単流構造の蒸気通
路を形成している高低圧一体蒸気タービンの縦断面図を
図７に示す。図７に示す形態の蒸気タービンは、８０Ｍ
Ｗ以上の定格出力を有し、主蒸気が１０ＭＰａ以上の蒸
気圧力と５００℃以上の蒸気温度を有し、タービン段落
には図１等に記載のシール装置が適用されている。当該
シール装置は、半径方向クリアランスコントロールの手
法を用いてターボ機械の起動停止時及び極低負荷運転時
には回転側ラビリンスの凸部の先端と静止側ラビリンス
の長いシールフィンの先端とが半径方向に間隙を有し、
かつ高負荷運転時には回転側ラビリンスの凸部の先端と
静止側ラビリンスの長いシールフィンの先端とがロータ
軸方向から見て半径方向に重なり部を形成するように構
成されている。そして、スラスト軸受２２が高圧タービ
ン２０側の軸端近傍に位置している。

【００５２】しかして、この場合には、蒸気温度が高い
高圧タービンの近くにスラスト軸受け２２が設けられて
おり、低圧タービンがスラスト軸受け２２から離れてい
るので、高圧段落側では比較的軸方向の伸び差が小さ
く、低圧段落側で軸方向の伸び差が大きくなる。したが
って、高圧段落側の回転側ラビリンスの凸部もしくは静
止側ラビリンスの長いシールフィンのピッチが、従来の
当該蒸気タービンで考えられていたハイロー型ラビリン
スの長いシールフィンピッチよりも小さい８ｍｍ以下、
好ましくは６ｍｍ以下とし、低圧段落のラビリンスの凸
部もしくは長いシールフィンピッチが従来の当該蒸気タ
ービンで考えられていたハイロー型ラビリンスの長いシ
ールフィンピッチよりも小さい１４ｍｍ以下、好ましく
は１０ｍｍ以下とすることが好ましい。尚、ここで言う
静止側とは回転側に対する用語であり非回転側すなわち
静止構造物側を意味する。また、ここで言う長いシール
フィンのピッチとはクリアランスコントロール装置によ
って静止側ラビリンスが内径方向に作動したときにロー
タ軸方向から見て静止側ラビリンスのシールフィンが回
転側ラビリンスの凸部と重なり部を形成する長いシール
フィンのフィンピッチを意味する。重なり部を形成する
長いシールフィンの間に重なり部を形成しない短いシー
ルフィンがある場合にはその短いシールフィンを無視し
たときのフィンピッチである。これらの用語は以降の実
施形態においてもその意味するところは同様である。

【００５３】このように、蒸気タービン設備に本発明の
シール装置を適用することにより、ラビングの発生を引
き起こすことなくシール部の漏洩流量を低減することが
可能となって、高性能かつ安全で信頼性の高い蒸気ター
ビン設備を提供することができる。

【００５４】図８は本発明の他の実施の形態を示す図で
あり、高圧タービン２０と中圧タービン２３と低圧ター
ビン２１を有し、中圧タービン２３と低圧タービン２１
のロータが一体に形成された中低圧タービン２４からな
り、この中低圧タービン２４のロータと別体で製作され
た高圧タービン２０のロータを機械的に結合して一本の
ロータを構成し、高圧部のタービン段落が高圧タービン
ケーシングに格納される構造を有し中低圧部のタービン
段落が高圧タービンケーシングとは別体の中低圧タービ
ンケーシングに格納される構造を有している。そして、
それらのタービン段落が単流構造の蒸気通路を形成し、
スラスト軸受２２が高圧タービン２０側の軸端近傍に位
置している。図８に示す形態の蒸気タービンは、１００
ＭＷ以上の定格出力を有し、主蒸気が１０ＭＰａ以上の
蒸気圧力と５２０℃以上の蒸気温度を有し、タービン段
落に用いるシール装置として図１等に記載されているシ
ール装置が適用されている。

【００５５】しかして、この場合にも高圧段落側がスラ
スト軸受け２２に近いので図７の場合と同様に、高圧段
落側の回転側ラビリンスの凸部もしくは静止側ラビリン
スの長いシールフィンのピッチを従来の当該蒸気タービ
ンで考えられていたハイロー型ラビリンスの長いシール
フィンピッチよりも小さい８ｍｍ以下、好ましくは６ｍ
ｍ以下とし、低圧段落のラビリンスの凸部もしくは長い
シールフィンピッチを従来の当該蒸気タービンで考えら
れていたハイロー型ラビリンスの長いシールフィンピッ
チよりも小さい１４ｍｍ以下、好ましくは１０ｍｍ以下
とする。

【００５６】また、図９は、図８の変形例を示す図であ
り、スラスト軸受２２が高圧タービン２０と中圧タービ
ン２３との間に設けられている。したがって、この場合
には低圧段落側も図８の場合に比しスラスト軸受け２２
に近くなることから、高圧段落の回転側ラビリンスの凸
部もしくは静止側ラビリンスの長いシールフィンのピッ
チは従来の当該蒸気タービンで考えられていたハイロー
型ラビリンスの長いシールフィンピッチよりも小さい８
ｍｍ以下、好ましくは６ｍｍ以下とし、低圧段落のラビ
リンスの凸部もしくは長いシールフィンピッチを従来の
当該蒸気タービンで考えられていたハイロー型ラビリン
スの長いシールフィンピッチよりも小さい１２ｍｍ以
下、好ましくは９ｍｍ以下とすることが好ましい。

【００５７】しかして、スラスト軸受け２２の位置に応
じて回転側ラビリンスの凸部もしくは静止側ラビリンス
の長いシールフィンのピッチを変更することができ、ラ
ビングの発生を引き起こすことなくシール部の漏洩流量
を低減することが可能となって、高性能かつ安全で信頼
性の高い蒸気タービン設備を提供することができる。

【００５８】また、図１０は、高圧タービン２０と中圧
タービン２３のロータが一体に形成された高中圧タービ
ン２５からなり、この高中圧タービン２５のロータと別
体で製作された低圧タービン２１のロータを機械的に結
合して一本のロータを構成し、高中圧部のタービン段落
が高中圧タービンケーシングに格納される構造を有し低
圧部のタービン段落が高中圧タービンケーシングとは別
体の低圧タービンケーシングに格納される構造を有し、
低圧タービン２１の段落が複流構造の蒸気通路を形成し
ている蒸気タービン設備を示す図である。そして、スラ
スト軸受２２が高圧タービン側の軸端近傍に位置してい
る。

【００５９】しかして、この場合には、図８に示すもの
と同様に、低圧段落側では軸方向伸び差が大きくなる。
したがって、高圧段落のラビリンスの凸部もしくは長い
シールフィンピッチを従来の当該蒸気タービンで考えら
れていたハイロー型ラビリンスの長いシールフィンピッ
チよりも小さい８ｍｍ以下、好ましくは６ｍｍ以下と
し、低圧段落のラビリンスの凸部もしくは長いシールフ
ィンピッチを従来の当該蒸気タービンで考えられていた
ハイロー型ラビリンスの長いシールフィンピッチよりも
小さい１６ｍｍ以下、好ましくは１２ｍｍ以下とするこ
とが好ましい。

【００６０】図１１は、図１０の変形例を示す図であ
り、スラスト軸受２２が高中圧タービン２５と低圧ター
ビン２１の間に位置している。したがって、この場合に
は図９の場合と同様に、低圧側も比較的スラスト軸受け
２２に近いことから、ラビリンスの凸部もしくは長いシ
ールフィンピッチを小さくすることが可能となる。すな
わち、高圧段落の回転側ラビリンスの凸部もしくは静止
側ラビリンスの長いシールフィンのピッチが従来の当該
蒸気タービンで考えられていたハイロー型ラビリンスの
長いシールフィンピッチよりも小さい１２ｍｍ以下、好
ましくは９ｍｍ以下とし、低圧段落のラビリンスの凸部
もしくは長いシールフィンピッチが、従来の当該蒸気タ
ービンで考えられていたハイロー型ラビリンスの長いシ
ールフィンピッチよりも小さい１０ｍｍ以下、好ましく
は８ｍｍ以下とすることが好ましい。

【００６１】このように、スラスト軸受２２の位置に応
じて各段落におけるシール装置の回転側ラビリンスの凸
部もしくは静止側ラビリンスの長いシールフィンのピッ
チを適宜選定することができ、ラビングの発生を引き起
こすことなくシール部の漏洩流量を低減することが可能
となって、高性能かつ安全で信頼性の高い蒸気タービン
設備を提供することができる。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、シールフィンのピッチを小さく設定してシールフィ
ンを密に配設するとともに、クリアランスコントロール
を適用して起動停止時にはシールフィン先端の半径方向
間隙を広く設定してラビングを回避し、また、高いシー
ル性能が要求されるタービン高負荷時においてはクリア
ランスコントロールによって静止側ラビリンスを内径方
向に押し出してシールフィン先端間隙を狭くすることに
よりタービン高負荷時のシール性能を向上させることが
できる。したがって、本発明を適用することにり、従来
不可能だったシールフィンの列数の大幅な増加をラビン
グ等の不都合な事象を誘発することなく安全に実現する
事ができるという効果を奏する。また、本発明によるシ
ール装置を蒸気タービンに適用することにより、ラビン
グの発生を引き起こすことなくシール部の漏洩流量を低
減することが可能となって、高性能かつ安全で信頼性の
高い蒸気タービン設備を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるハイロー型ラビリンスシール装
置の部分を示した断面図。

【図２】（ａ）〜（ｄ）は、本発明のシール装置の作動
説明図。

【図３】本発明に適用するクリアランスコントロールシ
ステムの作動説明図。

【図４】ラビリンスシール装置のシール性能とシールフ
ィン列数との関係を示す図。

【図５】本発明の他の実施の形態を示す断面図。

【図６】クリアランスコントロールシステムを使用して
いない従来型の蒸気タービンにおけるタービン起動から
定格負荷までの半径方向間隙の変化を説明する模式図。

【図７】本発明のシール装置を適用する代表的な蒸気タ
ービンの構成図。

【図８】本発明のシール装置を適用する他の代表的な蒸
気タービンの構成図。

【図９】本発明のシール装置を適用する他の代表的な蒸
気タービンの構成図。

【図１０】本発明のシール装置を適用する他の代表的な
蒸気タービンの構成図。

【図１１】本発明のシール装置を適用する他の代表的な
蒸気タービンの構成図。

【図１２】静翼内輪とロータ間の間隙のシールに用いら
れてきた従来のハイロー型ラビリンスシール装置の代表
例を示すシール部分の断面図。

【図１３】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ動翼先端と静翼
外輪またはケーシングとの間の間隙のシールに用いられ
てきた従来の重なり部を有するラビリンスシール装置の
代表例を示す断面図。

【図１４】（ａ）、（ｂ）は、クリアランスコントロー
ルシステムを適用したハイロー型ラビリンスシール装置
の作動説明図。

【図１５】（ａ）〜（ｄ）は、タービン運転状態変化に
伴う従来のハイロー型ラビリンスシール装置の静止側ラ
ビリンスと回転側ラビリンスの位置関係を示す説明図。

【符号の説明】

１静翼内輪４パッキンリング５ロータ６凸部７凹部８短いシールフィン９長いシールフィン２０高圧タービン２１低圧タービン２２スラスト軸受け２３中圧タービン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロータの如き回転体とその回転体の外周に
配設されたケーシングの如き静止体を有し、回転体の外
周面に周方向に延びる凸部からなるラビリンスを形成す
るとともに、静止体の内面には回転体の凸部に対応する
短いシールフィンと回転体側の凹部に対応する長いシー
ルフィンとからなるラビリンスを形成し、回転体と静止
体の間隙から漏洩する流体の流量を低減するようにした
非接触式のターボ機械用のシール装置において、静止体
に付設されたラビリンスの長いシールフィンのピッチを
回転体の軸方向伸び差の変動幅と同等またはそれ以下の
寸法に設定してシールフィンを密に配置するとともに、
静止体に付設されたラビリンスを半径方向に移動可能と
し、ターボ機械の起動停止時においては回転体の凸部と
静止体側のラビリンスの長いシールフィンの先端とが半
径方向に間隙を有し、ターボ機械の高負荷運転時には回
転体側の凸部と静止体のラビリンスの長いシールフィン
の先端とがロータ軸方向から見て半径方向に重なり部を
形成するように構成したことを特徴とするシール装置。
【請求項２】ターボ機械の高負荷運転時においては、回
転体の凸部と静止体側のラビリンスの短いシールフィン
の先端との間の半径方向の間隙が、回転体の凹部と静止
体側のラビリンスの長いシールフィンの先端との間の半
径方向の間隙よりも小さくなるように構成したことを特
徴とする、請求項１記載のシール装置。
【請求項３】ターボ機械の高負荷運転時に、静止体側の
ラビリンスの長いシールフィンが回転体のラビリンスの
凹部の中央よりも上流側に位置するように構成したこと
を特徴とする、請求項１または２記載のシール装置。
【請求項４】蒸気タービン設備に適用されたシール装置
においては、その起動過程において、蒸気タービンの負
荷が定格出力の５％から５０％の範囲内にあるときに、
シール装置における半径方向クリアランスコントロール
システムの作動が完了し、かつそれ以上の蒸気タービン
負荷においては静止体に付設されたラビリンスが常に最
小の半径位置に保たれることを特徴とする、請求項１乃
至３のいずれかに記載のシール装置。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載のシール
装置を適用したことを特徴とする、蒸気タービン設備。
【請求項６】高圧タービンと低圧タービン、または高中
圧タービンと低圧タービン、或いは高圧タービンと中低
圧タービンを有し、各タービン段落に請求項１乃至４の
いずれかに記載のシール装置を適用した蒸気タービン設
備において、ロータ軸に設けられたスラスト軸受の設置
位置に応じて、高圧側と低圧側の各段落におけるシール
装置の回転構造物側のラビリンスの凹部もしくは静止構
造体のラビリンスの長いシールフィンピッチの幅を互い
に異なるようにしたことを特徴とする蒸気タービン設
備。