JP2009085256A - Seal device for rotary fluid machine - Google Patents

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JP2009085256A JP2007252984A JP2007252984A JP2009085256A JP 2009085256 A JP2009085256 A JP 2009085256A JP 2007252984 A JP2007252984 A JP 2007252984A JP 2007252984 A JP2007252984 A JP 2007252984A JP 2009085256 A JP2009085256 A JP 2009085256A
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seal
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Tomomi Tanaka
智美 田中
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a seal device for a rotary fluid machine capable of dispensing with a seal fin position control device, capable of reducing excess force generated when a seal fin is abutted to a rotating body side or a stationary body side, and exhibiting enhanced reliability and performance. <P>SOLUTION: In the seal device for the rotary fluid machine wherein the seal fin is arranged in a gap between a rotor and a stator, the seal fin includes a joint part b at least in one part, and a seal fin end c is movable from a position tilted to an upstream side of working fluid of the rotary fluid machine to the upstream side of the working fluid around the joint part b by abutting of the seal fin and the rotor f. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、回転流体機械のシール装置に関する。   The present invention relates to a sealing device for a rotary fluid machine.

回転流体機械で用いられるシール装置は高効率化を目指す手法の一つとして形状の改良がさかんに行われている。   The shape of sealing devices used in rotating fluid machines has been improved in many ways as one of the methods aiming at high efficiency.

シールフィンは回転流体機械、例えばタービンの回転時や停止時に回転側と静止側の熱膨張の速度差を考慮し、両者が接触しないようにあらかじめ大きく間隙が調整されている。定常運転時にはこの間隙により漏れ損失が増すため、性能の低下を招いてしまう。なお、両者が接触しても信頼性を確保できる構造としては、例えば特開平11−44201号公報にて記載されたハニカムシールなどがある。   The seal fin has a large gap adjusted in advance so as not to come into contact with each other in consideration of the difference in thermal expansion between the rotating side and the stationary side when a rotating fluid machine such as a turbine rotates or stops. The leakage loss increases due to this gap during steady operation, leading to a decrease in performance. An example of a structure that can ensure reliability even when both are in contact with each other is, for example, a honeycomb seal described in JP-A-11-44201.

一方、シールフィンの間隙を自動調整するACC(Active Clearance Control)シールがある。これはタービンの起動から停止に到る一連の動きに合わせてシールフィン位置を制御することで接触を防ぎ、間隙を極力小さくすることで性能向上を図るものであり、これら発明については、例えば特開2000−97350公報にて記載されたものがある。   On the other hand, there is an ACC (Active Clearance Control) seal that automatically adjusts the gap between the seal fins. This is to prevent contact by controlling the position of the seal fin in accordance with a series of movements from start to stop of the turbine, and to improve the performance by making the gap as small as possible. There are those described in Kai 2000-97350.

特開平11−44201号公報JP-A-11-44201 特開2000−97350公報JP 2000-97350 A

ハニカムシールなど、タービンの回転側と静止側が接触すると少なからず相互の信頼性は低下してしまう。また、両者の間隙を自動調整する必要があるのは、特にタービンの起動時と停止時である。しかし、シールフィンの位置を自動調整するための制御は複雑であり、容易ではない。   When the rotating side and the stationary side of the turbine come into contact with each other, such as a honeycomb seal, mutual reliability is deteriorated. Moreover, it is necessary to automatically adjust the gap between the two, particularly when the turbine is started and stopped. However, the control for automatically adjusting the position of the seal fin is complicated and not easy.

そこで、本発明の目的は、シールフィン位置制御装置を必要とせず、シールフィンが回転体側或いは静止体側と接触した場合に生じる過大な力を減少させ、信頼性及び性能を向上させた回転流体機械のシール装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a rotary fluid machine that does not require a seal fin position control device, reduces excessive force generated when the seal fin contacts the rotating body side or the stationary body side, and improves reliability and performance. It is in providing a sealing device.

上記目的を達成するために、本発明は、ロータとステータの間隙部にシールフィンが配設される回転流体機械のシール装置において、前記シールフィンは、前記ロータまたはステータに取り付けられ、その少なくとも1箇所に関節部を有し、前記シールフィンとロータまたはステータとの接触により、前記関節部を中心にシールフィン先端部を回転流体機械の作動流体の上流側に傾斜させた位置から、作動流体の上流側に前記シールフィン先端部が可動するように構成したことを特徴とするものである。   To achieve the above object, the present invention provides a sealing device for a rotary fluid machine in which a seal fin is disposed in a gap between a rotor and a stator, wherein the seal fin is attached to the rotor or the stator, and at least one of the seal fins is attached. There is a joint portion at a location, and the contact of the working fluid from the position where the tip of the sealing fin is inclined toward the upstream side of the working fluid of the rotary fluid machine by the contact between the seal fin and the rotor or the stator. The seal fin tip portion is configured to be movable on the upstream side.

本発明によれば、シールフィン位置制御装置を必要とせず、シールフィンが回転体側或
いは静止体側と接触した場合に生じる過大な力を減少させ、信頼性及び性能を向上させた回転流体機械のシール装置を提供することができる。
According to the present invention, there is no need for a seal fin position control device, the excessive force generated when the seal fin comes into contact with the rotating body side or the stationary body side is reduced, and the seal of the rotating fluid machine is improved in reliability and performance. An apparatus can be provided.

本発明の回転流体機械のシール装置は、蒸気タービンやガスタービン等に適用可能なも
のであるが、以下の説明では、その一例として、蒸気タービンに適用した場合の実施例について説明する。
The sealing device for a rotary fluid machine of the present invention can be applied to a steam turbine, a gas turbine, or the like. In the following description, as an example, an embodiment when applied to a steam turbine will be described.

図1は本発明に係るシール装置の第一実施形態を示す概略構成断面図である。本実施形態に係るシールフィンは蒸気の流れ方向Yに沿って並ぶ。シールフィンはフィンの固定部a,先端部c,固定部aと先端部cをつなぐ関節部bで形成され、固定部aはパッキンリングeなどを介するか、直接ステータdに組み込む。シールフィンの先端部cは、ロータfに対してある間隙を介して半径方向Rにおいて向かい合うよう位置決めされており、シールフィン先端部cは作動流体の上流側における半径方向下側に傾いた位置で可動できる。   FIG. 1 is a schematic sectional view showing a first embodiment of a sealing device according to the present invention. The seal fins according to the present embodiment are arranged along the steam flow direction Y. The seal fin is formed by a fixed part a of the fin, a tip part c, and a joint part b connecting the fixed part a and the tip part c, and the fixed part a is incorporated into the stator d via a packing ring e or the like. The front end portion c of the seal fin is positioned so as to face the rotor f in the radial direction R through a certain gap, and the front end portion c of the seal fin is inclined to the lower side in the radial direction on the upstream side of the working fluid. It can move.

図2,図3は、図1に示す第一実施形態の変形例であり、回転方向から見た概略構成断面である。なお、第一実施形態の構成部分と同一部分または対応する部分には同一符号を付す。   2 and 3 are modifications of the first embodiment shown in FIG. 1 and are schematic cross-sectional views as seen from the rotational direction. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same as the component of 1st embodiment, or a corresponding part.

図2に図示する構成は、関節部bをもつシールフィンの固定部aと関節部bをもたない固定部a′を、パッキンリングeなどを介するか、直接ステータdに組み込んだものである。また、図3に図示する構成は、ロータfに設けられるタービン動翼のカバーf1と対向する位置にシールフィンを設置したものである。   In the configuration shown in FIG. 2, a fixing portion a of a seal fin having a joint portion b and a fixing portion a ′ having no joint portion b are incorporated into a stator d via a packing ring e or the like. . In the configuration shown in FIG. 3, seal fins are installed at positions facing the cover f1 of the turbine rotor blade provided on the rotor f.

図1,図2,図3のシール装置において、ロータfとシールフィンの先端部cの半径方向間隙が狭くなり、設定した間隙以上にロータfとシールフィンの先端部cが近づくと、ロータfと先端部cは接触する。このとき、本実施例においては、シールフィンの先端部cは関節部bを中心に作動流体の流れと逆方向に傾いて回転する。このため、ロータfとの間に生じる摩擦力は関節部bがないシールフィンと比べて減り、なおかつロータfの表面に生じる磨耗やシールフィンの先端部cに生じる損傷を減らすことができる。この磨耗や損傷の程度によっては、本実施例によって、関節部bのないシールフィンを用いた場合よりもロータfとシールフィンの先端部cの半径方向間隙を減らすことができるため、シール部の漏れ損失を減らしタービン性能を向上させることができる。   1, 2, and 3, when the radial gap between the rotor f and the tip end portion c of the seal fin becomes narrower and the rotor f and the tip end portion c of the seal fin approach each other than the set gap, the rotor f And the tip c are in contact with each other. At this time, in the present embodiment, the front end portion c of the seal fin is rotated around the joint portion b in a direction opposite to the flow of the working fluid. For this reason, the frictional force generated between the rotor f is reduced as compared with the seal fin without the joint b, and the wear generated on the surface of the rotor f and the damage generated on the tip c of the seal fin can be reduced. Depending on the degree of wear and damage, the present embodiment can reduce the radial gap between the rotor f and the tip portion c of the seal fin as compared with the case where the seal fin without the joint portion b is used. Leakage loss can be reduced and turbine performance can be improved.

次に、本発明の他の実施例を図4〜図13を用いて説明する。   Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図4は第二実施形態を示す概略構成断面である。本実施例が前述の第一実施例と相違する点は、ロータfは表面に凸部g(または凹部)を保有していることである。シールフィンの先端部cはロータの凸部gのシールフィン側の面g1と、ある間隙を介して流れ方向Yにおいて向かい合うよう位置決めされており、シールフィンの先端部cは作動流体の上流側における半径方向下側に傾いた位置で可動できる。   FIG. 4 is a schematic sectional view showing the second embodiment. The difference between this embodiment and the first embodiment described above is that the rotor f has a convex portion g (or a concave portion) on its surface. The tip portion c of the seal fin is positioned so as to face the seal fin side surface g1 of the convex portion g of the rotor in the flow direction Y through a certain gap, and the tip portion c of the seal fin is located on the upstream side of the working fluid. It can be moved at a position inclined downward in the radial direction.

図4に示す構成において、面g1とシールフィンの先端部cの流れ方向間隙が狭くなり、設定した間隙以上に面g1とシールフィンの先端部cが近づくとき、面g1が先端部cと接触する。このとき、シールフィンの先端部cは関節部bを中心に作動流体の流れ方向に傾いて回転するため、ロータfとの間に生じる摩擦力は関節部bがないシールフィンと比べて減り、なおかつ構造物fの表面に生じる磨耗やシールフィンの先端部cに生じる損傷を減らすことができる。この磨耗や損傷の程度によっては、本実施例によって、関節部bのないシールフィンを用いた場合よりもロータfとシールフィンの先端部cの流れ方向間隙を減らすことができるため、タービンロータの軸長短縮または当該シール装置のシールフィン数の増加が可能となる。   In the configuration shown in FIG. 4, when the gap in the flow direction between the surface g1 and the tip end portion c of the seal fin becomes narrower and the surface g1 and the tip end portion c of the seal fin approach each other than the set gap, the surface g1 contacts the tip portion c. To do. At this time, the tip portion c of the seal fin rotates in the direction of the flow of the working fluid around the joint portion b, so that the frictional force generated with the rotor f is reduced compared to the seal fin without the joint portion b, In addition, it is possible to reduce the wear generated on the surface of the structure f and the damage generated on the tip portion c of the seal fin. Depending on the degree of wear and damage, the present embodiment can reduce the flow direction gap between the rotor f and the tip end portion c of the seal fin as compared with the case where the seal fin without the joint portion b is used. The shaft length can be shortened or the number of seal fins of the seal device can be increased.

図5は、第三実施形態を示す概略構成断面である。本実施例と第二実施形態の相違点としては、先端部cを作動流体の上流側における半径方向上側(外向き)に傾いた位置で可動できるようにしたことである。すなわち、本実施例ではロータf表面の凸部gにより形成される凹部空間内にシールフィンの関節部bを配置している。   FIG. 5 is a schematic sectional view showing the third embodiment. The difference between the present embodiment and the second embodiment is that the tip end portion c can be moved at a position tilted radially upward (outward) on the upstream side of the working fluid. That is, in the present embodiment, the joint portion b of the seal fin is disposed in the concave space formed by the convex portion g on the surface of the rotor f.

図5の実施例において、面g1がシールフィンの先端部cと接触した場合、先端部cは関節部bを中心に作動流体の流れ方向に傾いて回転する。この結果、ロータfとの間に生じる摩擦力は関節部bがないシールフィンと比べて減り、なおかつロータfの表面に生じる磨耗やシールフィンの先端部cに生じる損傷を減らすことができる。   In the embodiment of FIG. 5, when the surface g1 comes into contact with the tip portion c of the seal fin, the tip portion c rotates around the joint portion b in the direction of the working fluid flow. As a result, the frictional force generated with the rotor f is reduced as compared with the seal fin without the joint portion b, and the wear generated on the surface of the rotor f and the damage generated on the tip portion c of the seal fin can be reduced.

図6は第三実施形態の変形例であり、回転方向から見た概略構成断面である。なお、第三実施形態の構成部分と同一部分または対応する部分には同一符号を付す。前述の第三実施例との相違点は、ロータfの表面に凹部hを保有している点である。シールフィンの先端部cはロータfの凹部hのシールフィン側の面h1と、ある間隙を介して流れ方向Yにおいて向かい合うよう位置決めされており、先端部cは作動流体の上流側における半径方向上側に傾いた位置で可動できる。   FIG. 6 is a modified example of the third embodiment, and is a schematic configuration cross section viewed from the rotation direction. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same as the component of 3rd embodiment, or respond | corresponds. The difference from the above-described third embodiment is that a recess h is held on the surface of the rotor f. The front end portion c of the seal fin is positioned so as to face the seal fin side surface h1 of the recess h of the rotor f in the flow direction Y through a certain gap, and the front end portion c is the upper side in the radial direction on the upstream side of the working fluid. It can be moved at a tilted position.

面h1とシール先端部cの流れ方向間隙が狭くなり、設定した間隙以上に面h1とシール先端部cが近づくとき、面h1がシールフィン先端部cと接触する。このときシールフィン先端部cは関節部bを中心にシールフィン固定部の反対側に回転し、ロータfとの間に生じる摩擦力は関節部bがないシールフィンと比べて減らすことができる。   The flow direction gap between the surface h1 and the seal tip portion c becomes narrow, and when the surface h1 and the seal tip portion c come closer than the set gap, the surface h1 comes into contact with the seal fin tip portion c. At this time, the tip end portion c of the seal fin rotates around the joint portion b to the opposite side of the seal fin fixing portion, so that the frictional force generated between the seal fin and the rotor f can be reduced as compared with a seal fin without the joint portion b.

図7は第四実施形態を示す概略構成断面である。なお、第一実施形態の構成部分と同一部分または対応する部分には同一符号を付す。本実施例では、シール装置のシールフィンの固定部aを回転体側に設けている。なお、固定部aはパッキンリングなどを介してロータfに取り付けるか、または直接ロータfに組み込んでも良い。   FIG. 7 is a schematic sectional view showing the fourth embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same as the component of 1st embodiment, or a corresponding part. In this embodiment, the sealing fin fixing portion a of the sealing device is provided on the rotating body side. Note that the fixed portion a may be attached to the rotor f via a packing ring or the like, or may be directly incorporated into the rotor f.

図8は第五実施形態を示す概略構成断面である。なお、第四実施形態の構成部分と同一部分または対応する部分には同一符号を付す。前述の第四実施形態との相違点は、ステータdは表面に凸部g(または凹部)を保有している点である。シールフィン固定部aは、第四実施形態と同様にパッキンリングなどを介するか、または直接ロータに組み込まれる。   FIG. 8 is a schematic sectional view showing the fifth embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same as the component of 4th embodiment, or a corresponding part. The difference from the fourth embodiment described above is that the stator d has a convex portion g (or a concave portion) on the surface. As in the fourth embodiment, the seal fin fixing portion a is directly inserted into the rotor via a packing ring or the like.

図9は第六実施形態を示す概略構成断面である。前述の第五実施形態と異なる点は、先端部cを作動流体の上流側における半径方向下側(内向き)に傾いた位置で可動できるようにしたことである。すなわち、本実施例ではステータd表面の凸部gにより形成される凹部空間内にシールフィンの関節部bを配置している。   FIG. 9 is a schematic sectional view showing the sixth embodiment. The difference from the fifth embodiment described above is that the tip end portion c can be moved at a position tilted radially downward (inward) on the upstream side of the working fluid. That is, in this embodiment, the joint portion b of the seal fin is disposed in the concave space formed by the convex portion g on the surface of the stator d.

図10は第六実施形態の変形例であり、概略構成断面である。前述の第六実施形態との相違点は、ステータdの表面に凹部hを保有している点である。シールフィン先端部cはステータdの凹部hのシールフィン側の面h1と、ある間隙を介して流れ方向Yにおいて向かい合うよう位置決めされており、シールフィン先端部cは作動流体の上流側における半径方向上側に傾いた位置で可動できる。   FIG. 10 is a modified example of the sixth embodiment, and is a schematic configuration cross section. A difference from the above-described sixth embodiment is that a concave portion h is held on the surface of the stator d. The seal fin tip c is positioned so as to face the seal fin side surface h1 of the recess h of the stator d in a flow direction Y through a certain gap, and the seal fin tip c is a radial direction on the upstream side of the working fluid. It can be moved at a position tilted upward.

図11は第七実施形態を示す概略図である。前述した各実施例との相違点は、ロータfに設けた凸部g′のシールフィン側、すなわちシールフィンの先端部cと対向する面g1が半径方向上側(外向き)にシールフィンから離れる方向に傾斜している(シールフィンの先端部cと対向する凸部g′の面g1を作動流体の上流側に傾斜させている)点である。   FIG. 11 is a schematic view showing the seventh embodiment. The difference from the above-described embodiments is that the convex portion g ′ provided on the rotor f is on the seal fin side, that is, the surface g1 facing the tip portion c of the seal fin is separated from the seal fin in the radial direction upward (outward). It is a point inclined in the direction (the surface g1 of the convex part g ′ facing the tip part c of the seal fin is inclined to the upstream side of the working fluid).

このとき、シールフィンが固定されるステータdと対するロータfの作動流体の流れ方向伸び量の差よりもシールフィンの先端部cの流れ方向Yに対する曲げ量は少なくなるため、構造物凸側側面の面g1が傾斜しない場合よりも大きな作動流体の流れ方向伸び差が生じる場合において、当該シール装置を用いることが可能になる。   At this time, the bending amount with respect to the flow direction Y of the tip end portion c of the seal fin is smaller than the difference in the flow direction elongation amount of the working fluid of the rotor f with respect to the stator d to which the seal fin is fixed. The seal device can be used when there is a greater difference in the flow direction elongation of the working fluid than when the surface g1 is not inclined.

図12は第七実施形態の変形例であり、回転方向から見た概略図である。前述した各実施例との相違点は、ロータfに設けた凹部h′のシールフィン側、すなわちシールフィンの先端部cと対向する面h1が半径方向上側(外向き)にシールフィンから離れる方向に傾斜している点である。   FIG. 12 is a modification of the seventh embodiment, and is a schematic view seen from the rotation direction. The difference from the above-described embodiments is that the recess h ′ provided in the rotor f is on the seal fin side, that is, the surface h1 facing the tip end c of the seal fin is radially upward (outward) away from the seal fin. It is a point that is inclined to.

図13は第七実施形態の変形例であり、回転方向から見た概略図である。前述した各実施例との相違点は、ステータdに設けた凸部g′のシールフィン側の面g1が半径方向下側(内向き)にシールフィンから離れる方向に傾斜している点である。   FIG. 13 is a modified example of the seventh embodiment, and is a schematic view seen from the rotation direction. The difference from the above-described embodiments is that the surface g1 on the seal fin side of the convex portion g ′ provided on the stator d is inclined radially downward (inward) away from the seal fin. .

図14は第七実施形態の変形例であり、回転方向から見た概略図である。前述した各実施例との相違点は、ステータdの凹部h′のシールフィン側の面h1を半径方向下側にシールフィンから離れる方向に傾斜するように形成した点である。   FIG. 14 is a modification of the seventh embodiment, and is a schematic view seen from the rotation direction. The difference from the above-described embodiments is that the surface h1 on the seal fin side of the recess h ′ of the stator d is formed so as to be inclined downward in the radial direction in a direction away from the seal fin.

図15は第八実施形態を示すシールフィン先端の拡大図である。なお、第一実施形態の構成部分と同一部分または対応する部分には同一符号を付す。   FIG. 15 is an enlarged view of the tip of the seal fin showing the eighth embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same as the component of 1st embodiment, or a corresponding part.

シールフィン先端部cの先端は、流れ方向から見て円弧に形成される。また、シールフィン固定部aとシールフィン先端部cを結合するために図のような関節部bを設けた構成となっている。関節部bにはピンを挿入する穴b1が穿孔されており、ピンによってシールフィン固定部aとシールフィン先端部cを結合し、シールフィン先端部cはピンを中心に回転することができる。   The tip of the seal fin tip c is formed in an arc as viewed from the flow direction. Further, in order to couple the seal fin fixing part a and the seal fin tip part c, a joint part b as shown in the figure is provided. A hole b1 into which a pin is inserted is formed in the joint portion b, and the seal fin fixing portion a and the seal fin tip portion c are coupled by the pin, and the seal fin tip portion c can be rotated around the pin.

図16は第八実施形態の変形例であり、概略図である。なお、第八実施形態の構成部分と同一部分または対応する部分には同一符号を付す。   FIG. 16 is a schematic diagram showing a modification of the eighth embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same as the component of 8th embodiment, or a corresponding part.

シールフィンは、図16中の(1),(2),(3)の構成でも所定の効果を得ることができるが、(4),(5)のようにシールフィン固定部aに拘束部b2が備わると、シールフィン先端部cがあらかじめ定めた半径方向位置より下側に回転することを防止することができる。(4),(5)の構成は、シールフィンの先端部cが流れ方向前側から後ろ側に回転してしまうと効果が得られない構造の場合などに用いるとよい。通常運転時には流れ方向上流側から下流側に向かってシールフィン間に圧力差が生じるため、シール先端部cは拘束部b2に接する。   The seal fin can obtain a predetermined effect even with the configurations of (1), (2), and (3) in FIG. 16, but as shown in (4) and (5), the seal fin is fixed to the seal fin fixing portion a. If b2 is provided, it is possible to prevent the seal fin tip c from rotating downward from a predetermined radial position. The configurations of (4) and (5) are preferably used in the case where the effect is not obtained when the front end portion c of the seal fin rotates from the front side to the rear side in the flow direction. During normal operation, a pressure difference is generated between the seal fins from the upstream side to the downstream side in the flow direction, so that the seal tip c contacts the restraint b2.

シールフィンの可動関節部は固定部の半径方向内周端と外周端の間に設置される。前述の拘束部b2としては、関節部bに最大でも先端部cにかかる長さの板を配置し、当該板によってシールフィンの先端部cが初期位置よりも作動流体下流側に回転しないように拘束するものである。   The movable joint portion of the seal fin is installed between the radially inner peripheral end and the outer peripheral end of the fixed portion. As the above-described restraining portion b2, a plate having a length corresponding to the tip end portion c is disposed at the joint portion b at the maximum so that the tip portion c of the seal fin does not rotate downstream of the working fluid from the initial position by the plate. It is a restraint.

図17,図18は第八実施形態の変形例であり、流れ方向から見た構成図である。なお、第八実施形態の構成部分と同一部分または対応する部分には同一符号を付す。   17 and 18 are modifications of the eighth embodiment, and are configuration diagrams viewed from the flow direction. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same as the component of 8th embodiment, or a corresponding part.

図17はシールフィンの固定部aを凹形状とし、そこに凸形状である先端部cを半径方向に組み立てることで当該シール装置を構成するが、例えば図18のように固定部aを凸形状、先端部cを凹形状としても同様の効果を得ることができる。また、シールフィンの固定部aと先端部cの材料を異なるもので構成した場合、特に先端部cにおいて関節部bがないシールフィンの場合と比べてやわらかい材質を採用することで、ステータやロータに生じる磨耗を減じることが可能となる。   In FIG. 17, the fixing part a of the seal fin is formed in a concave shape, and the tip part c having a convex shape is assembled there in the radial direction to constitute the sealing device. For example, as shown in FIG. The same effect can be obtained even if the tip end portion c is concave. Further, when the material of the fixing part a and the tip part c of the seal fin is made of different materials, a material softer than that of the seal fin having no joint part b at the tip part c is adopted. It is possible to reduce the wear that occurs in the case.

また、シールフィン先端部を固定部と異なる材質とすることで、シールフィンが対するロータまたはステータと接触し磨耗または破損した場合には固定部まで含むシールフィン全ての交換をする必要がなく、またはシールフィン先端部には対するロータやステータよりも剛性の低い材料などを採用することで、対するロータやステータに生じる磨耗または破損を減じることが可能になる。   Also, by making the seal fin tip part a material different from that of the fixed part, it is not necessary to replace all the seal fins including the fixed part when it comes into contact with the rotor or stator against the seal fin and wears or breaks. By adopting a material having rigidity lower than that of the rotor or stator for the seal fin tip, it is possible to reduce wear or damage to the rotor or stator.

以上説明した各実施例に係るシール装置によれば、シール装置に備わるシールフィンを固定部aと関節部bで回転可能な先端部cで構成することによって、シールフィン先端部と対するロータまたはステータが接触する際に生じる磨耗や破損を減じる、またはなくすことができるためタービン部材の信頼性と性能の向上を図ることができる。   According to the sealing device according to each of the embodiments described above, the seal fin provided in the sealing device is constituted by the tip portion c that can be rotated by the fixed portion a and the joint portion b, so that the rotor or the stator is opposed to the tip portion of the seal fin. Since the wear and breakage that occur when they come into contact with each other can be reduced or eliminated, the reliability and performance of the turbine member can be improved.

すなわち、タービン運転時には回転側と静止側の間隙を最小にし、回転側と静止側が接触すると自動的にシールフィン先端が動く機能を持つことによって、シールフィン位置制御装置を必要とせず、接触時に両者にかかる力を減少させることができ、信頼性があり性能を向上させたシール装置とすることができる。   That is, the gap between the rotating side and the stationary side is minimized during turbine operation, and the tip of the seal fin automatically moves when the rotating side and the stationary side come into contact with each other. It is possible to reduce the force applied to the seal device, and it is possible to provide a reliable and improved sealing device.

よって、タービンの起動や停止などの非定常運転時において、ロータやステータの間隙部に設置したシールが対するタービン部材に接触する事態となっても、シールフィンに生じる過大な力を減少させ、対するタービン部材に与える磨耗や破損を減じる、またはなくすことができ、これによりタービン部材の信頼性を向上させることができる。また、シール挿入部の半径方向または流れ方向の間隙を減らすことができるため、その分シールフィン数を増加すればタービン性能を向上させることができ、もしくはロータ軸長を短縮すればロータ剛性が上がるためロータの信頼性を向上させることができる。   Therefore, during unsteady operation such as starting and stopping of the turbine, even if the seal installed in the gap between the rotor and the stator comes into contact with the turbine member, the excessive force generated in the seal fin is reduced. Wear or damage to the turbine member can be reduced or eliminated, thereby improving the reliability of the turbine member. Further, since the gap in the radial direction or the flow direction of the seal insertion portion can be reduced, the turbine performance can be improved by increasing the number of seal fins accordingly, or the rotor rigidity can be increased by shortening the rotor shaft length. Therefore, the reliability of the rotor can be improved.

本発明に係る、シール装置の第一実施形態の概略構成断面図。1 is a schematic cross-sectional view of a first embodiment of a sealing device according to the present invention. 第一実施形態の変形例であり、回転方向から見た概略構成断面図。It is a modification of a first embodiment, and is a schematic structure sectional view seen from a rotation direction. 第一実施形態の変形例であり、回転方向から見た概略構成断面図。It is a modification of a first embodiment, and is a schematic structure sectional view seen from a rotation direction. 本発明に係る、シール装置の第二実施形態の概略構成断面図。The schematic structure sectional drawing of 2nd embodiment of the sealing device based on this invention. 本発明に係る、シール装置の第三実施形態の概略構成断面図。The schematic structure sectional drawing of 3rd embodiment of the sealing device based on this invention. 第三実施形態の変形例であり、回転方向から見た概略構成断面図。It is a modification of a third embodiment, and is a schematic structure sectional view seen from a rotation direction. 本発明に係る、シール装置の第四実施形態の概略構成断面図。Sectional drawing of schematic structure of 4th embodiment of the sealing device based on this invention. 本発明に係る、シール装置の第五実施形態の概略構成断面図。The schematic structure sectional view of a fifth embodiment of the sealing device according to the present invention. 本発明に係る、シール装置の第六実施形態の概略構成断面図。The schematic structure sectional view of a 6th embodiment of a seal device concerning the present invention. 第六実施形態の変形例であり、回転方向から見た概略構成断面図。It is a modification of 6th embodiment, and is schematic structure sectional drawing seen from the rotation direction. 本発明に係る、シール装置の第七実施形態の概略図。Schematic of 7th embodiment of the sealing device based on this invention. 第七実施形態の変形例であり、回転方向から見た概略図。It is the modification of 7th embodiment, and is the schematic seen from the rotation direction. 第七実施形態の変形例であり、回転方向から見た概略図。It is the modification of 7th embodiment, and is the schematic seen from the rotation direction. 第七実施形態の変形例であり、回転方向から見た概略図。It is the modification of 7th embodiment, and is the schematic seen from the rotation direction. シール装置の第八実施形態のシールフィン先端の拡大図。The enlarged view of the seal fin front-end | tip of 8th embodiment of a sealing device. 第八実施形態の変形例であり、概略構成断面図。It is a modification of 8th embodiment and is schematic structure sectional drawing. 第八実施形態の変形例であり、概略構成断面図。It is a modification of 8th embodiment and is schematic structure sectional drawing. 第八実施形態の変形例であり、概略構成断面図。It is a modification of 8th embodiment and is schematic structure sectional drawing.

符号の説明Explanation of symbols

a シールフィン固定部
b シールフィン関節部
b1 ピン挿入穴
b2 拘束部
c シールフィン先端部
c1 シールフィン回転拘束部
d ステータ
e パッキンリング
f ロータ
f1 カバー
g,g′ 凸部
h,h′ 凹部
g1,h1 面
R 半径方向
X 回転方向
Y タービン作動流体の流れ方向
a Seal fin fixing part b Seal fin joint part b1 Pin insertion hole b2 Restriction part c Seal fin tip part c1 Seal fin rotation restriction part d Stator e Packing ring f Rotor f1 Cover g, g 'Convex part h, h' Concave part g1, h1 surface R radial direction X rotational direction Y Turbine working fluid flow direction

Claims (9)

ロータとステータの間隙部にシールフィンが配設される回転流体機械のシール装置において、
前記シールフィンは、前記ロータまたはステータに取り付けられ、その少なくとも1箇所に関節部を有し、前記シールフィンとロータまたはステータとの接触により、前記関節部を中心にシールフィン先端部を回転流体機械の作動流体の上流側に傾斜させた位置から、作動流体の上流側に前記シールフィン先端部が可動するように構成したことを特徴とする回転流体機械のシール装置。
In a sealing device of a rotary fluid machine in which seal fins are disposed in a gap portion between a rotor and a stator,
The seal fin is attached to the rotor or the stator and has a joint portion at least at one position thereof, and the tip of the seal fin is rotated around the joint portion by contact between the seal fin and the rotor or the stator. A seal device for a rotary fluid machine, wherein the seal fin tip is movable to the upstream side of the working fluid from a position inclined to the upstream side of the working fluid.
ロータとステータの間隙部にシールフィンが配設される回転流体機械のシール装置において、
前記ロータの外周部に凸型または凹型部分を備え、
前記シールフィンは、前記凸型または凹型部分と対向する部位のステータに取り付けられ、その少なくとも1箇所に関節部を有し、前記シールフィンとロータの接触により、前記関節部を中心にシールフィン先端部を回転流体機械の作動流体の上流側に傾斜させた位置から、作動流体の下流側に前記シールフィン先端部が可動するように構成したことを特徴とする回転流体機械のシール装置。
In a sealing device of a rotary fluid machine in which seal fins are disposed in a gap portion between a rotor and a stator,
Provided with a convex or concave portion on the outer periphery of the rotor,
The seal fin is attached to a portion of the stator facing the convex or concave portion, and has a joint portion at least at one position thereof, and the seal fin tip is centered on the joint portion by contact of the seal fin and the rotor. A seal device for a rotary fluid machine, wherein the seal fin tip is movable to the downstream side of the working fluid from a position where the portion is inclined to the upstream side of the working fluid of the rotary fluid machine.
ロータとステータの間隙部にシールフィンが配設される回転流体機械のシール装置において、
前記ステータの内周部に凸型または凹型部分を備え、
前記シールフィンは、前記凸型または凹型部分と対向する部位のロータに取り付けられ、その少なくとも1箇所に関節部を有し、前記シールフィンとステータの接触により、前記関節部を中心にシールフィン先端部を回転流体機械の作動流体の上流側に傾斜させた位置から、作動流体の下流側に前記シールフィン先端部が可動するように構成したことを特徴とする回転流体機械のシール装置。
In a sealing device of a rotary fluid machine in which seal fins are disposed in a gap portion between a rotor and a stator,
Provided with a convex or concave portion on the inner periphery of the stator,
The seal fin is attached to a rotor at a portion facing the convex or concave portion, and has a joint portion at least at one position, and the seal fin tip is centered on the joint portion by contact of the seal fin and the stator. A seal device for a rotary fluid machine, wherein the seal fin tip is movable to the downstream side of the working fluid from a position where the portion is inclined to the upstream side of the working fluid of the rotary fluid machine.
請求項2または3において、
前記シールフィンは、前記凸型または凹型部分の側面との接触により前記関節部を中心にシールフィン先端部が可動することを特徴とする回転流体機械のシール装置。
In claim 2 or 3,
The sealing fin of the rotary fluid machine, wherein the sealing fin has a tip end that is movable around the joint by contact with a side surface of the convex or concave portion.
請求項2または3において、
シールフィン先端部と対向する凸型または凹型部分の側面を作動流体の上流側に傾斜させたことを特徴とする回転流体機械のシール装置。
In claim 2 or 3,
A sealing device for a rotary fluid machine, wherein a side surface of a convex or concave portion facing the tip end portion of the seal fin is inclined toward the upstream side of the working fluid.
請求項1,2,3において、
前記シールフィンは、流れ方向から見て円弧に形成されたシールフィン先端部を、円周方向に挿入されたピンによって固定部と結合し、シールフィン先端部が回転時に構造物と接触すると、前記ピンを中心にシールフィン先端部が回転するように構成されたものであることを特徴とする回転流体機械のシール装置。
In claim 1, 2, 3,
When the seal fin is joined to the fixed portion by a pin inserted in the circumferential direction, the seal fin tip formed in an arc when viewed from the flow direction, and when the seal fin tip contacts the structure during rotation, A sealing device for a rotary fluid machine, wherein a tip end portion of a seal fin rotates around a pin.
請求項1,2,3において、
前記シールフィンは、シールフィン先端部が初期位置よりも作動流体の下流側に回転することを拘束する拘束部を有することを特徴とする回転流体機械のシール装置。
In claim 1, 2, 3,
The seal fin of the rotary fluid machine, wherein the seal fin includes a restraining portion that restrains the tip end portion of the seal fin from rotating to the downstream side of the working fluid from the initial position.
請求項1,2,3において、
前記シールフィンは、該シールフィンの先端部と固定部とを異なる材質としたことを特徴とする回転流体機械のシール装置。
In claim 1, 2, 3,
The sealing device for a rotary fluid machine, wherein the seal fin is made of different materials for a tip portion and a fixed portion of the seal fin.
請求項8において、
前記シールフィンの先端部はロータまたはステータより剛性の低い材料を用いることを特徴とする回転流体機械のシール装置。
In claim 8,
A sealing device for a rotary fluid machine, wherein the tip of the seal fin is made of a material having rigidity lower than that of a rotor or a stator.
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