JP3358993B2 - ターボ回転機械の自動調整シール - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蒸気タービン、ガ
スタービン、コンプレッサ等のターボ回転機械に用いら
れる自動調整シールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ターボ回転機械では、一般に、作動流体
の漏洩を低減させて効率向上を目指すために、ダミー環
シール、グランドシール、又は動翼チップシール等の様
に、回転部分とこれに対峙する固定部分との間のシール
について種々の工夫、配慮が払われている。

【０００３】これらのシールの内、例えば動翼チップシ
ールを例にとってみると、動翼チップと称呼される動翼
の先端とケーシングとの間にラビリンスブロックが設け
られ、同ラビリンスブロックに植え込まれたラビリンス
フィンと動翼先端との間隔を小さな隙間にしている。

【０００４】この隙間は極力小さいことが望ましいが、
一般の回転機械では定常速度にまで昇速する過程におい
て、危険速度を通過し、動翼先端の半径方向振動が大き
くなると、ラビリンスフィンの先端と動翼先端とが接触
することがあるためあまり小さく設定することはできな
い。

【０００５】また、運転時には熱膨張により隙間が小さ
くなるので、これも初期隙間をあまり小さくできない理
由の一つとなっている。これらの状況変化を織り込ん
で、前記隙間を限りなく小さくする設計が試みられると
共に、多少の接触が起こっても大事故に至らないような
配慮、工夫がなされている。

【０００６】従来のこの種ラビリンスシールの一例を、
図２１及び図２２に基づいて説明する。図２１、図２２
において、０１は封じられたロータ、０７はシールリン
グ受で、その中心をロータ０１が貫いている。０８はシ
ールリングで、断面が図２１に見るようにＩ字形で、側
面形状が図２２に見るように扇状をしており、ロータ０
１の周囲のシールリング受０７に設けられた環状の溝０
６内にその４個が環状にはめ込まれている。

【０００７】０５はシールフィンで、シールリング０８
の内周にロータ０１に対して垂直に植え込まれて設けら
れた複数の扇状の薄板である。０３は板ばねで、シール
リング受０７に設けられた溝０６の内周面とシールリン
グ０８の外側面との間に設けられシールリング０８をロ
ータ０１の中心方向へ押す働きをする。

【０００８】０４はシールリング基準面で、シールリン
グ０８が板ばね０３に押圧されてシールリング受０７と
当接し、ロータ０１とシールフィン０５との隙間の基準
を形成する面である。

【０００９】なお、Ｍは高圧側、Ｎは低圧側で両者の間
に前記したシールリング０８が設けられている。Ｄは隙
間で、ロータ０１の外周とシールフィン０５の先端との
間の空間で、流体の漏れはこの隙間Ｄを通って高圧側Ｍ
から低圧側Ｎへ流れることになる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前記のように構成され
た従来例のラビリンスシールでは、シールフィン０５の
先端とロータ０１の外周との隙間Ｄは一定に設定してあ
り、運転中のロータ０１の振れや熱膨張によりロータ０
１がシールフィン０５に接触することも考えられる。シ
ールフィン０５がロータ０１に接触すると、長期間の使
用によってシールフィン０５の摩耗が進み、隙間Ｄが大
きくなって高圧側Ｍから低圧側Ｎへ流体の漏れが増大
し、機械の効率低下を招き、場合によっては大事故の原
因ともなりかねない。

【００１１】従って、この様な接触を極力回避するため
に、初期の隙間は精密に、かつ適切に設定することを要
し、その作業は結果的に隙間を大きくする傾向は否め
ず、ここに流体の漏れが伴うことになるのは避けがたい
ものであった。

【００１２】また、これらのラビリンスシールを設置し
たターボ回転機械における作動流体は、蒸気タービンで
代表される様にボイラ配管から始まり静翼、動翼等のタ
ービンブレードに至る経路で、エロージョン等の発生す
る所々の部位を経由してシール装置の設置位置に至る
が、ボイラー配管で生じる酸化スケール、静翼での固体
粒子エロージョン、動翼におけるシュラウドやテノンの
エロージョンという様に、作動流体の中には種々のごみ
が混在しており、このごみが狭い作動流体通路に詰まっ
て通路を閉塞させたり、また、摺動接合部に異常摩擦等
を発生させるというような不具合の可能性を有するもの
である。

【００１３】本発明はこの様な従来のものにおける不具
合を解消し、機械の起動−稼働−停止と変化する一連の
動きに応じてラビリンスシールの隙間を自動的に変化さ
せて流体の漏れを極力防止し、かつ、作動流体の経路で
発生したごみが狭い経路に入り込むのを減じ、また、入
り込んだごみは所定の場所に集合させて他に分散しない
様にして、狭隘部位及び摺動部位を保護するようにした
ターボ回転機械の自動調整シールを提供することを課題
とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は前記した課題を
解決すべくなされたもので、回転部とこれに対峙する固
定部との間に配置され、ラビリンスフィンを有するシー
ルリングを、回転体の水平分割面寄りに配置された固定
シールリングと、中央寄りに配置された可動シールリン
グとで形成し、同可動シールリングは回転体の起動・停
止時に半径方向外方に弾性体で付勢され、定格運転時に
半径方向内方に作動流体で押圧されるターボ回転機械の
自動調整シールであって、各シールリングの軸方向断面
形状はラビリンスブロックが高圧側に突き出し部を有し
た非対称形としたターボ回転機械の自動調整シールを提
供するものである。

【００１５】すなわち本発明によれば、シールリングは
回転体の水平分割面寄りに配置された固定シールリング
と、中央寄りに配置された可動シールリングとで形成さ
れ、かつ、可動シールリングは回転体の起動・停止時に
あっては弾性体により半径方向外方に向けて付勢され、
定格運転時にあっては作動流体により半径方向内方に向
けて押圧される構成を基本とし、これに加えて同シール
リングは軸方向断面形状において高圧側に突き出し部を
形成することにより非対称形としたラビリンスブロック
を有しているので、前記のように弾性体及び作動流体で
半径方向外方及び内方に付勢され押圧される中央寄りに
配置された可動シールリングは、所謂コサイン成分を出
さずに安定的な移動を可能とし、かつ、前記非対称形と
したラビリンスブロックにより小さい作動圧でも確実に
機能して所期のシールを迅速かつ効果的に行うようにし
たものである。

【００１６】また本発明は、回転部とこれに対峙する固
定部との間に配置され、ラビリンスフィンを有するシー
ルリングを、回転体の水平分割面寄りに配置された固定
シールリングと、中央寄りに配置された可動シールリン
グとで形成し、同可動シールリングは回転体の起動・停
止時に半径方向外方に弾性体で付勢され、定格運転時に
半径方向内方に作動流体で押圧されるターボ回転機械の
自動調整シールであって、前記固定シールリングと可動
シールリングの合せ面を水平方向に延びる平坦面で形成
し、同合せ面の固定シールリング側に前記可動シールリ
ングの垂直方向の移動を案内するガイドピンを設け、前
記各シールリングの軸方向断面形状はラビリンスブロッ
クが高圧側に突き出し部を有しスラスト面より低圧側に
突き出し部を有しない非対称形としたターボ回転機械の
自動調整シールを提供するものである。

【００１７】すなわち本発明によれば、起動・停止時と
定格運転時に弾性体または作動流体で付勢され、かつガ
イドピンで案内されて垂直方向に移動する可動シールリ
ングは、固定シールリングとの合せ面を水平方向に延び
る平坦面で形成されているので、可動シールリングの動
きに伴って各シールリング間にこじれ等の発生するおそ
れはなく、また、高圧側に突き出し部を形成しスラスト
面より低圧側には突き出し部を形成しない所謂非対称形
のラビリンスブロックとしているので、定格運転時に作
用する作動流体の圧力は無駄な抵抗を受けることなく敏
感、敏速に機能し、効果的なシール機能を達成するよう
にしたものである。

【００１８】また本発明は、前記弾性体は回転体の軸方
向及び周方向にそれぞれ一定のばね定数を有する皿ばね
で構成したターボ回転機械の自動調整シールを提供する
ものである。

【００１９】すなわち本発明によれば、回転体の起動・
停止時に可動シールリングを付勢する弾性体を皿ばねで
構成し、かつこの皿ばねを回転体の軸方向及び周方向に
それぞれ一定のばね定数とすることにより、可動シール
リングは軸方向又は周方向に対して片寄ることなく、ガ
イドピンで案内される垂直方向に適切に移動し、精度の
高い適格な作動を行うようにしたものである。

【００２０】また本発明は、回転体の水平分割面で区画
した前記シールリングの各分割部内において、固定シー
ルリングが前記水平分割面から周方向にそれぞれほぼ３
０°の範囲に延び、可動シールリングが中央部分１２０
°の範囲に亘って延びる３分割構造としたターボ回転機
械の自動調整シールを提供するものである。

【００２１】すなわち本発明によれば、回転体の水平分
割面を基準として固定シールリングは周の両側からほぼ
３０°の範囲をカバーして配置され、かつその間の中央
部分に残されたほぼ１２０°の範囲には可動シールリン
グが配置される３分割構造とされているので、ターボ回
転機械の水平分割面に対する上下動に鈍感な範囲及び位
置を構造簡単な固定シールリングで確保し、上下動に対
して敏感に影響する中央部分を可動シールリングで受け
持ち、シールの隙間を調整する上下動に対し適切に対応
しうるようにしたものである。

【００２２】また本発明は、前記可動シールリングは中
央に位置決めピンを設け、同位置決めピンと前記各合せ
面に設けたガイドピンの３点で位置決めするように構成
したターボ回転機械の自動調整シールを提供するもので
ある。

【００２３】すなわち本発明によれば、可動シールリン
グはその両端位置に当たる固定シールリングとの合せ面
でガイドピンにより案内されることに加えて、その中央
で位置決めピンにより位置を確保され、合わせて３点で
位置決めされるので、その作動はより安定し、精度の高
い動きを行ない得るようにしたものである。

【００２４】また本発明は、前記可動シールリングにお
ける位置決めピンの内方でシールリング受の低圧側のシ
ールリング基準面とスラスト受面及びこれに対応する高
圧側の一部を切欠き、ここに波形ばねを介装したターボ
回転機械の自動調整シールを提供するものである。

【００２５】すなわち本発明によれば、合せ面に設けた
ガイドピンの位置で作用する付勢力に加えて、前記波形
ばねの付勢力が可動シールリングにかかり、同可動シー
ルリングはより安定した保持をなされるものである。

【００２６】また本発明は、前記ラビリンスブロックの
軸方向長さ対スラスト作動面の半径方向長さの比をスラ
スト受け面の摩擦係数の２倍より大きく形成したターボ
回転機械の自動調整シールを提供するものである。

【００２７】すなわち本発明によれば、作動流体の圧力
により発生する可動シールリングをシール方向に押す力
と、同可動シールリングに発生するスラスト力との関係
にスラスト受面の摩擦を含めて配慮し、スラスト受け面
の摩擦係数の２倍より大きくなるようなラビリンスブロ
ックの軸方向長さ対スラスト作動面の半径方向長さの比
を得ることにより、スラスト受面の摩擦力を抑制し、可
動シールリングの移動が円滑に行われるようにしたもの
である。

【００２８】また本発明は、前記合せ面のガイドピンを
同一合せ面にそれぞれ２個併置し、可動シールリングの
中央に設けた位置決めピンと共働して可動シールリング
を５点で位置決めするように構成したターボ回転機械の
自動調整シールを提供するものである。

【００２９】すなわち本発明によれば、可動シールリン
グと固定シールリングの合せ面では同可動シールリング
を案内するガイドピンを各合せ面毎に２個併置してお
り、これに加えて中央の位置決めピンとの都合５点で位
置決めをすることにより、可動シールリングの位置決め
はより正確、安定したものとなり、精度の高い動きに追
従対応できるようにしたものである。

【００３０】また本発明は、回転部とこれに対峙する固
定部との間に配置され、ラビリンスフィンを有するシー
ルリングを、回転体の水平分割面寄りに配置された固定
シールリングと、中央寄りに配置された可動シールリン
グとで形成し、同可動シールリングは回転体の起動・停
止時に半径方向外方に弾性体で付勢され、定格運転時に
半径方向内方に作動流体で押圧されるターボ回転機械の
自動調整シールであって、前記可動シールリングの半径
方向外面に同可動シールリングを押圧する作動流体の供
給される圧力作用空間を形成すると共に、前記可動シー
ルリングと組み合わせたシールリング受けと可動シール
リングのラビリンスブロックの間に前記圧力作用空間を
高圧側に連通する作動流体の供給経路を形成し、同供給
経路の入口に前記シールリング受けから半径方向内方に
突出するスクレイパーを設けたターボ回転機械の自動調
整シールを提供するものである。

【００３１】すなわち本発明によれば、可動シールリン
グを半径方向内方に押圧すべく形成された圧力作用空間
へ向けて作動流体を供給する高圧側に連通する供給経路
入口に、前記シールリング受けから半径方向内方に突出
して異物混入防止板となるスクレイパーを設けているの
で、上流側から作動流体に混入して運ばれた異物である
ごみの類は、同スクレイパーにより供給経路に入るのを
邪魔され、同供給経路に閉塞現象の生じるのを防止し、
また、摺動接合部にごみが侵入して異常摩擦の発生する
のを防止するようにしたものである。

【００３２】また本発明は、回転部とこれに対峙する固
定部との間に配置され、ラビリンスフィンを有するシー
ルリングを、回転体の水平分割面寄りに配置された固定
シールリングと、中央寄りに配置された可動シールリン
グとで形成し、同可動シールリングは回転体の起動・停
止時に半径方向外方に弾性体で付勢され、定格運転時に
半径方向内方に作動流体で押圧されるターボ回転機械の
自動調整シールであって、前記可動シールリングの半径
方向外面に同可動シールリングを押圧する作動流体の供
給される圧力作用空間を形成すると共に、前記可動シー
ルリングと組み合わせたシールリング受けと可動シール
リングのラビリンスブロックの間に前記圧力作用空間を
高圧側に連通する作動流体の供給経路を形成し、前記圧
力作用空間の半径方向外方で低圧側寄りの隅には、シー
ルリング受けに周方向に延びる溝状のごみ取り受けを設
けたターボ回転機械の自動調整シールを提供するもので
ある。

【００３３】すなわち本発明によれば、可動シールリン
グを半径方向内方に押圧すべく形成された圧力作用空間
へ供給された作動流体に、上流側から作動流体に混入し
て運ばれたごみの類が混入した場合には、このごみの類
は、圧力作用空間の半径方向外方で低圧側寄りの隅にシ
ールリング受けに周方向に延びて設けた溝状のごみ取り
受けに集められるので、同ごみの類が更に分散して可動
シールリングのスラスト受け面等摺動接合部に侵入し、
異常摩擦等の不具合を発生するのを防止したものであ
る。

【００３４】更にまた本発明は、回転部とこれに対峙す
る固定部との間に配置され、ラビリンスフィンを有する
シールリングを、回転体の水平分割面寄りに配置された
固定シールリングと、中央寄りに配置された可動シール
リングとで形成し、同可動シールリングは回転体の起動
・停止時に半径方向外方に弾性体で付勢され、定格運転
時に半径方向内方に作動流体で押圧されるターボ回転機
械の自動調整シールであって、前記可動シールリングの
半径方向外面に同可動シールリングを押圧する作動流体
の供給される圧力作用空間を形成すると共に、前記可動
シールリングと組み合わせたシールリング受けと可動シ
ールリングのラビリンスブロックの間に前記圧力作用空
間を高圧側に連通する作動流体の供給経路を形成し、同
供給経路の入口に前記シールリング受けから半径方向内
方に突出するスクレイパーを設け、かつ、前記圧力作用
空間の半径方向外方で低圧側寄りの隅には、シールリン
グ受けに周方向に延びる溝状のごみ取り受けを設けたタ
ーボ回転機械の自動調整シールを提供するものである。

【００３５】すなわち本発明によれば、可動シールリン
グを半径方向内方に押圧すべく形成された圧力作用空間
へ向けて作動流体を供給する高圧側に連通する供給経路
入口に、前記シールリング受けから半径方向内方に突出
するスクレイパーを設けているので、上流側から作動流
体に混入して運ばれたごみの類は、同スクレイパーによ
り供給経路に入るのを邪魔され、同供給経路に閉塞現象
の生じるのを防止し、また、このスクレイパーによる防
御線を越えて、万一ごみが圧力作用空間へ進入した場合
には、このごみの類は、圧力作用空間の半径方向外方で
低圧側寄りの隅に、シールリング受けに周方向に延びて
設けた溝状のごみ取り受けに集められ、更に分散して可
動シールリングのスラスト受け面等摺動接合部に侵入
し、異常摩擦等の不具合を発生するのを防止したもので
ある。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図１乃至図２０に
示す幾つかの実施の形態に基づいて説明する。図１乃至
図８は、本発明の実施の第１形態を示し、また図９及び
図１０はその機能の概要を説明している。

【００３７】１はロータで、その周囲にはシールリング
受７が配置され、また同シールリング受７には前記ロー
タ１の周面に向かって延びるシールフィン５を植え込ん
だ可動シールリング８が支持されている。

【００３８】同シールリング受７による可動シールリン
グ８の支持構成を更に詳細に見れば、可動シールリング
８の外周にはシールリング受７のシールリング後退面１
２との間に蒸気圧作用面１０が設けられ、同蒸気圧作用
面１０は周方向複数箇所（ここでは４ヵ所）のバイパス
穴１４に連通し、かつ同バイパス穴１４から可動シール
リング８自身の周囲とシールリング受７の間の隙間を経
てロータ１の外周部（機械本体内部に当たる）に通じて
いる。

【００３９】また、可動シールリング８の前記蒸気圧作
用面１０に対向する内周側は、ラビリンスブロックとし
て前記した様にシールフィン５（ラビリンスフィンとな
っている）を植え込んでいるが、前記蒸気圧作用面１０
を中心にして見るとき高圧側に対しては突き出し部分を
形成するが、低圧側に対してはこの突き出し部分が形成
されず、スラスト受面１１に対応する位置で終了する非
対称形状に構成されている。

【００４０】この可動シールリング８は図３からその配
列が理解されるように、軸断面で見てその中央位置に周
方向１２０°に亘って延びており、その両端には、機械
の水平分割面から両側各３０°の範囲で固定シールリン
グ９が配置され、両側一対の固定シールリング９、９及
び中央の可動シールリング８の３分割体で機械上半分の
分割部内におけるシールリングが形成されている。

【００４１】また、可動シールリング８と固定シールリ
ング９との接合する合せ面２４は、図３の切断線表示及
び図４の斜視図に拡大して示すように、水平方向に平坦
な面で形成されている。そしてこの合せ面２４には、図
３で略示し、図５に拡大して示すように皿ばね１５で付
勢されるガイドピン１６が押え板１７で押さえられて固
定シールリング９に取付けられ、同ガイドピン１６によ
り可動シールリング８は図で上下方向（マクロ的には半
径方向であり、可動シールリング８の中央では半径方向
に重なる）に案内されるようになっている。

【００４２】また、可動シールリング８の中央位置には
図６に拡大して示すように、皿ばね１９で付勢され押え
板１７で位置決めされた位置決めピン１８が配置され、
可動シールリング８の両端位置のガイドピン１６、１６
と共働し、この３点で可動シールリング８の位置決めを
している。

【００４３】ここで皿ばね１５及び皿ばね１９はロータ
１の軸方向及び周方向にそれぞれ一定のばね定数を有す
る構造のものであり、かつ、ガイドピン１６、１６及び
位置決めピン１８で案内して可動シールリング８を図で
上方に付勢している。

【００４４】他方、固定シールリング９について見る
と、図３に略示するように、その外周面側に板ばね１３
を介装しており、前記従来の装置として図１５、図１６
で説明したものと同等の構成をしており、このため同固
定シールリング９は板ばね１３でロータ１の軸方向へ向
けて付勢されている。

【００４５】なおこの固定シールリング９は機械の水平
分割面位置において、上半部分及び下半部分のものそれ
ぞれが、位置決めピン２５または位置決めピン２６及び
上部止め金２１または下部止め金２２によりシールリン
グ受７に固定されており、その状況は図７及び図８に示
すところから理解されるであろう。

【００４６】前記の様に構成された本実施の形態では、
ターボ回転機械の起動・停止時には可動シールリング８
は皿ばね１５等で付勢され、ガイドピン１６等で案内さ
れて図２に示す様に可動シールリング８がシールリング
後退面１２に当接し、隙間Ｄ ₁ は無し、隙間Ｄ₂ は有
り、同様に隙間Ｄ₃ も有りの状態となり、ロータ１周面
とシールフィン５との間に所定のクリアランスが保たれ
ている。

【００４７】次いで運転が進み定格状態になると、ター
ボ機械内部に作動流体が生じて圧力が立ち、高圧側と低
圧側の区分ができ、高圧側の圧力がバイパス穴１４を経
て蒸気圧作用面１０に作用して前記皿ばね１５等の付勢
力に打ち勝って図１で隙間Ｄ ₁ は有り、隙間Ｄ₂ は無
し、同様に隙間Ｄ₃ も無しの状態となり、ロータ１周面
とシールフィン５との間のクリアランスはシールリング
基準面４で規制される狭いものとなる。

【００４８】なお、シールリング基準面４により規制さ
れるクリアランスは、構造上の規制による基本的なもの
であり、これに静止部と回転部の熱膨張差等による変化
等が加重されて、実際のクリアランスが定まることにな
る。

【００４９】可動シールリング８は基本的に前記のよう
に作動してクリアランス調整が行われるが、ここで可動
シールリング８は固定シールリング９との合せ面２４を
水平方向に延びる平坦面で形成しているので、可動シー
ルリング８の移動に際して固定シールリング９との間で
こじれ等の発生するおそれはなく円滑な移動が行われう
る。

【００５０】また、可動シールリング８の移動に対抗す
る力、特に定格以前の起動・停止時に於ける可動シール
リング８の付勢力は、ロータ１の軸方向及び周方向にそ
れぞれ一定のばね定数とした皿ばね１５により与えられ
るので、可動シールリング８はロータ１の軸方向又は周
方向に対して片寄ることなく、ガイドピン１６で案内さ
れて移動する。

【００５１】また、可動シールリング８と固定シールリ
ング９との配列は、水平分割面を基準として固定シール
リング９が周の両側からほぼ３０°の範囲に一対配置さ
れ、その間の中央部分に可動シールリング８がほぼ１２
０°の範囲に亘って配置されて３分割構造となっている
ので、ターボ回転機械の水平分割面に対する上下動に鈍
感な範囲を構造簡単な固定シールリング９で分担し、上
下動に対して敏感に影響する中央部分をその敏感性に追
従できる可動シールリング８で受け持つという好適な役
割分担がなされている。

【００５２】また、可動シールリング８はその中央で位
置決めピン１８により支持位置を確保され、かつ合せ面
２４で前記ガイドピン１６により案内されて皿ばね１５
で付勢される構成であるために、安定した３点支持構造
となり、皿ばね１５の付勢力も周方向に分散する所謂コ
サイン成分を出さずに有効に、かつ安定した付勢力を得
る構成となっている。

【００５３】しかも本実施形態のものでは、可動シール
リング８は、ラビリンスブロックが高圧側に対しては突
き出し部分を形成するが、低圧側に対してはスラスト受
面１１に対応する位置で終了し、いわゆる突き出し部分
が形成されない非対称形のラビリンスブロックであるた
め、可動シールリング８に作用する作動圧は、小さい力
でも確実に機能するものである。

【００５４】この関係は、図９に示しているが、可動シ
ールリング８が前記したように低圧側に対してはスラス
ト受面１１に対応する位置で終了しているので、同図９
（ａ）のように可動シールリング８にかかる力は対抗力
成分がなく、全て下向きの力Ｈ（皿ばね１５に抗して可
動シールリング８を内側に押す力）となるが、比較のた
めに示した同図９（ｂ）のようにスラスト受面１１より
突き出して対称形となると、前記下向きの力Ｈが少なく
なるのみならず、対抗力成分Ｌが生じてこのマイナス成
分が加わるので、下向きの力Ｈは更に小さくなる。

【００５５】また、図１０は起動から定格に至る負荷上
昇の過程で、本実施形態における可動シールリング８の
移動により形成される隙間の変化を示す線分Ａが、静止
部と回転部の熱膨張差を示す線分Ｃとの差として現実に
形成される「すきま」の大きさを示し、前記に説明した
一定のばね力のみでシールリングを支持した従来のもの
における設定隙間を示す線分Ｂと前記線分Ｃとの差とし
て従来装置に形成される「すきま」とを比較したもので
ある。

【００５６】すなわち、Ａ−Ｃに当たる本実施形態の
「すきま」は、Ｂ−Ｃに相当する従来装置のものに比
べ、定格時においては約半分となり、漏洩が大幅に防止
されることが読み取れる。

【００５７】のみならずターボ機械の起動時に当たる負
荷の低い範囲では、前記線分Ａの示す隙間量ｌ₂ は、前
記線分Ｂの示す隙間量ｌ₁ より大きく、定格運転に入る
前に通過する危険速度域等の含まれる時期に十分な隙間
を確保できることを示し、この面からも有用性が認めら
れるものである。

【００５８】この様に本実施の形態によれば、シール機
能が一段と向上するので、シールリング自体の小型化が
可能となり、シールリングを２列配置した部分に対して
はこれを１列にしてもよい等、装置、設備の小型化、コ
ンパクト化に大いに貢献、寄与することになる。

【００５９】次に本発明の実施の第２形態について、図
１１および図１２に基づいて説明する。なお、前記した
実施の第１形態と同一の部分については図中同一の符号
を付して示し、重複する説明は省略して説明を簡潔にす
る。

【００６０】すなわち本実施の形態は、可動シールリン
グ８の低圧側で、スラスト受面１１に生じる摩擦力等、
スラスト作動面Ｈに加わる力を低減して可動シールリン
グ８の動きを円滑化しようとするものであり、この力の
関係を示す図１２に基づいて説明する。

【００６１】図１２において可動シールリング８を下方
に押す単位圧力Ｐ₀ が可動シールリング８の作動面Ｌ
（ラビリンスブロックにおけるシールフィン植設部長さ
で、実質的にラビリンスブロック長さに相当する）にか
かって生じる可動シールリング８を下方に押す力Ｆ
_A は：Ｆ_A ＝Ｐ₀ ×Ｌ、で表される。

【００６２】また、単位圧力Ｐ₀ は圧力損失を伴いなが
らシールフィンの間を順次通過して高圧側から低圧側に
向かい、ここで前記可動シールリング８を下方に押す力
Ｆ_Aと対抗して可動シールリング８を上方に押す力Ｆ_p
が生じる。

【００６３】すなわち、可動シールリング８を上方に押
す力Ｆ_p は：Ｆ_p ＝Ｐ₀ ×Ｌ×１／２、で表される。

【００６４】従って、実際に可動シールリング８を下方
に押す力Ｆ_L は：Ｆ_L ＝Ｆ_A ＋（−Ｆ_p ）＝Ｐ₀ ×Ｌ×
１／２、で表される。

【００６５】また、スラスト作動面Ｈにかかる力Ｆ
_H は：Ｆ_H ＝Ｐ₀ ×Ｈ、で表される。

【００６６】一方、可動シールリング８を下方に押す力
Ｆ_L とスラスト作動面Ｈにかかる力Ｆ_H との間には、同
スラスト作動面の摩擦係数をμとすれば：Ｆ_L ／Ｆ_H ＞
μ、の関係があるので、この関係式に前記Ｆ_L とＦ_H を
代入し：Ｌ／Ｈ＞２μの関係があることになる。

【００６７】これはすなわち、ラビリンスブロックの軸
方向長さ（Ｌ）対スラスト作動面の半径方向長さ（Ｈ）
の比（Ｌ／Ｈ）をスラスト受け面の摩擦係数の２倍（２
μ）より大きく形成したものが好ましいことを示し、こ
の結果としてスラスト受面の摩擦力が抑制され、可動シ
ールリング８の移動が円滑に行われるものである。

【００６８】なお、可動シールリング８の作動面の長さ
Ｌは、機械の制約上変動幅が限られているので、これを
一定とすれば、ラビリンスブロックのラビリンス植え込
み部厚さＳを小さくすることにより、前記スラスト作動
面の半径方向長さＨを小さくして、前記Ｌ／Ｈ＞２μの
関係を得ることができる。

【００６９】次に本発明の実施の第３形態について、図
１３および図１４に基づいて説明する。なお、前記した
実施の第１形態と同一の部分については図中同一の符号
を付して示し、重複する説明は省略して説明を簡潔にす
る。

【００７０】すなわち本実施の形態は、位置決めピン１
８の半径方向内方に当たるシールリング受７において、
その低圧側でシールリング基準面４とスラスト受面１１
の一部（半分以下）及びこれに対応する高圧側の一部を
可動シールリング８の周方向でほぼ半分の範囲に亘って
切欠き、ここにそれぞれ対応して波形ばね３３を介装し
たものである。

【００７１】従って本実施の形態によれば、ガイドピン
１６の位置で作用する付勢力に加えて、前記波形ばね３
３の付勢力が可動シールリング８にかかり、可動シール
リング８はより安定した保持をなされるものである。

【００７２】次に本発明の実施の第４形態について、図
１５および図１６に基づいて説明する。なお、前記した
実施の第１形態と同一の部分については図中同一の符号
を付して示し、重複する説明は省略して説明を簡潔にす
る。

【００７３】すなわち本実施の形態は、可動シールリン
グ８と固定シールリング９との合せ面２４に設置され、
可動シールリング８の移動を案内するガイドピンを、ガ
イドピン１６_a 、１６_b と併設したものである。

【００７４】従って本実施の形態によれば、可動シール
リング８はその両端におけるガイドピン１６_a 、１６_b
及び中央部における位置決めピン１８の都合５ヵ所で支
持され、位置決めされることになり、可動シールリング
８の位置決めはより正確、安定したものとなる。

【００７５】また、前記合せ面２４には、この間に漏れ
防止板２３が配置されているので、可動シールリング８
が皿ばね１５等により付勢されて固定シールリング９と
離れる方向に移動する起動・停止の時においても、この
合せ面２４から作動流体の漏洩は防止されることにな
る。

【００７６】次に本発明の実施の第５形態について、図
１７および図１８に基づいて説明する。

【００７７】１はロータで、その周囲にはシールリング
受７が配置され、また同シールリング受７には前記ロー
タ１の周面に向かって延びるシールフィン５を植え込ん
だ可動シールリング８が支持されている。

【００７８】同シールリング受７による可動シールリン
グ８の支持構成を更に詳細に見れば、可動シールリング
８の外周にはシールリング受７のシールリング後退面１
２と対峙して蒸気圧作用面１０が設けられ、同蒸気圧作
用面１０とシールリング後退面１２とにより周方向に延
びる圧力作用空間５０を区画している。

【００７９】この圧力作用空間５０は、周方向で複数箇
所に設けた図示省略のバイパス穴を経由し、可動シール
リング８自身のラビリンスブロックとシールリング受７
の間の隙間で形成される作動流体の供給経路４０を経て
ロータ１の外周部（機械本体内部に当たる）に通じてい
る。

【００８０】そしてこの作動流体の供給経路４０の入口
に面して、同入口にシールリング受７から半径方向内方
に突出してスクレイパー３０が設けられており、作動流
体は同スクレイパー３０を迂回して供給経路４０に入
り、圧力作用空間５０に供給されるようになっている。

【００８１】なお、可動シールリング８の前記蒸気圧作
用面１０に対向する内周側は、ラビリンスブロックとし
てシールフィン５（ラビリンスフィンとなっている）を
植え込んでいるが、前記圧力作用空間５０の中央を通る
軸縦断面を中心にして見ると、高圧側に対しては突き出
し部分を形成するが、低圧側に対してはこの突き出し部
分が形成されず、スラスト受面１１に対応する位置で終
了する非対称形状に構成されている。

【００８２】前記の様に構成された本実施の形態では、
ターボ回転機械の起動・停止時に、可動シールリング８
は図示省略のばね等の弾性部材で付勢され、かつ適宜の
案内機構により案内されて図１８に示す様に可動シール
リング８がシールリング後退面１２に当接し、隙間Ｄ₁
は無し、隙間Ｄ₂ は有り、同様に隙間Ｄ₃ も有りの状態
となり、ロータ１周面とシールフィン５との間に所定の
クリアランスが保たれるので、機械内部に残留するごみ
等の異物は、このクリアランスを通って下流側に排出可
能である。次いで運転が進み定格状態になると、ターボ
機械内部に作動流体が生じて圧力が立ち、高圧側と低圧
側が区分されて高圧側の作動流体が供給経路４０を経て
圧力作用空間５０に供給され、ばね等の弾性部材の付勢
力に打ち勝って図１７に示す様に隙間Ｄ₁ は有り、隙間
Ｄ₂ は無し、同様に隙間Ｄ₃ も無しの状態となり、ロー
タ１周面とシールフィン５との間のクリアランスはシー
ルリング基準面４で規制される狭いものとなる。

【００８３】この状態において、上流側のボイラー配管
等で発生し作動流体に混入して運ばれて来たごみ類の異
物は、供給経路４０の入口を遮って突出したスクレイパ
ー３０により、供給経路４０に進入するのを減じられる
ので、同供給経路４０、ひいてはこれに続く圧力作用空
間５０に異物が導かれることはなくなり、狭隘な供給経
路４０がごみ類で閉塞されて圧力作用空間５０への作動
流体の供給に支障を来す心配はなく、また、圧力作用空
間５０の下流に当たるスラスト受面１１等の摺動接合部
がごみ等の異物により異常摩耗を生じる心配もなく、正
常機能を確保することができる。

【００８４】そして、前記した様に高圧側に対して突き
出し部分を形成し、低圧側に対してはこの突き出し部分
を形成せず、スラスト受面１１に対応する位置で終了す
る非対称形状に構成することにより、前記圧力作用空間
５０にかかる作動流体に対抗力成分の発生をなくし、小
さな作動圧で確実な動きを確保した可動シールリング８
の機能をより適格なものにすることができる。

【００８５】次に本発明の実施の第６形態について、図
１９および図２０に基づいて説明する。なお、前記した
実施の第５形態と同一の部分については図中同一の符号
を付して示し、重複する説明は省略して説明を簡潔にす
る。

【００８６】本実施の形態は、前記実施の第５形態のも
のに加えて、可動シールリング８の半径方向外面に形成
した圧力作用空間５０の半径方向外方で低圧側寄りの隅
に、ごみ取り受け３１を設けたものである。

【００８７】すなわち、ごみ取り受け３１は、圧力作用
空間５０の半径方向外方で低圧側寄りの隅に当たる位置
で、シールリング受７の一部に周方向に溝状に延びて形
成されている。

【００８８】従って本実施の形態によれば、上流側のボ
イラー配管等で発生し作動流体に混入して運ばれて来た
ごみ類の異物が、スクレイパー３０の関門をクリヤーし
て圧力作用空間５０まで進入して来た時には、このごみ
の類は、このごみ取り受け３１に集められ、更に分散し
て可動シールリング８のスラスト受け面１１等摺動接合
部に侵入し、異常摩擦等の不具合を発生するのを防止し
たものである。

【００８９】以上、本発明をいくつかの実施の形態につ
いて説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定され
ず、本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加
えてよいことはいうまでもない。

【００９０】例えば、前記各実施の形態ではロータ１に
対するシール構造として説明したので、ターボ回転機械
におけるグランドシール、又はダミー環シールへの適用
のイメージが強いものとなっているが、これは動翼又は
静翼等のチップシールとして用いても同様の作用効果を
奏するものであり、これらのシールが全て本発明に含ま
れることは勿論である。

【００９１】また、可動シールリング８と固定シールリ
ング９との合せ面２４は平坦な水平面として説明した
が、この水平面は連続する一つの面に限定されることな
く、段差を以て連なる複数の面で構成してもよい。

【００９２】また、スクレイパー３０及びごみ取り受け
３１の形状は図示の形状に限定されるものではなく、前
者についてはトリガー状でなく方形状に構成てもよく、
また、後者については入口を狭く奥行きを広げた巾着形
にする等種々の形状を採用し得ることは勿論である。

【００９３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、回
転部とこれに対峙する固定部との間に配置され、ラビリ
ンスフィンを有するシールリングを、回転体の水平分割
面寄りに配置された固定シールリングと、中央寄りに配
置された可動シールリングとで形成し、同可動シールリ
ングは回転体の起動・停止時に半径方向外方に弾性体で
付勢され、定格運転時に半径方向内方に作動流体で押圧
されるターボ回転機械の自動調整シールであって、各シ
ールリングの軸方向断面形状はラビリンスブロックが高
圧側に突き出し部を有した非対称形に構成したので、こ
のように弾性体及び作動流体で半径方向外方及び内方に
付勢され押圧される中央寄りに配置された可動シールリ
ングは、所謂コサイン成分を出さずに安定的な移動を可
能とし、かつ、前記非対称形としたラビリンスブロック
により小さい作動圧でも確実に機能して所期のシールを
迅速かつ効果的に行うことができたものである。

【００９４】また、請求項２の発明は、回転部とこれに
対峙する固定部との間に配置され、ラビリンスフィンを
有するシールリングを、回転体の水平分割面寄りに配置
された固定シールリングと、中央寄りに配置された可動
シールリングとで形成し、同可動シールリングは回転体
の起動・停止時に半径方向外方に弾性体で付勢され、定
格運転時に半径方向内方に作動流体で押圧されるターボ
回転機械の自動調整シールであって、前記固定シールリ
ングと可動シールリングの合せ面を水平方向に延びる平
坦面で形成し、同合せ面の固定シールリング側に前記可
動シールリングの垂直方向の移動を案内するガイドピン
を設け、前記各シールリングの軸方向断面形状はラビリ
ンスブロックが高圧側に突き出し部を有しスラスト面よ
り低圧側に突き出し部を有しない非対称形に構成したの
で、起動・停止時と定格運転時に弾性体または作動流体
で付勢され、かつガイドピンで案内されて垂直方向に移
動する可動シールリングは、固定シールリングとの合せ
面を水平方向に延びる平坦面で形成されたことにより、
可動シールリングの動きに伴って各シールリング間にこ
じれ等の発生するおそれはなく、また、高圧側に突き出
し部を形成しスラスト面より低圧側には突き出し部を形
成しない所謂非対称形のラビリンスブロックとしたこと
により、定格運転時に作用する作動流体の圧力は無駄な
抵抗を受けることなく敏感、敏速に機能し、効果的なシ
ール機能を達成すると共に小型化、コンパクト化に貢献
することができたものである。

【００９５】また、請求項３の発明は、前記ターボ回転
機械の自動調整シールにおいて、回転体の起動・停止時
に可動シールリングを付勢する弾性体を皿ばねで構成
し、かつこの皿ばねを回転体の軸方向及び周方向にそれ
ぞれ一定のばね定数とすることにより、可動シールリン
グは軸方向又は周方向に対して片寄ることなく、ガイド
ピンで案内される垂直方向に適切に移動し、精度の高い
適格な作動を行うことができるようにしたものである。

【００９６】また、請求項４の発明は、前記ターボ回転
機械の自動調整シールにおいて、回転体の水平分割面を
基準として固定シールリングは周の両側からほぼ３０°
の範囲をカバーして配置され、かつその間の中央部分に
残されたほぼ１２０°の範囲には可動シールリングが配
置される３分割構造としたので、ターボ回転機械の水平
分割面に対する上下動に鈍感な範囲及び位置を構造簡単
な固定シールリングで確保し、上下動に対して敏感に影
響する中央部分を可動シールリングで受け持ち、シール
の隙間を調整する上下動に対し適切に対応し、安定性を
一段と向上することができたものである。

【００９７】また、請求項５の発明は、前記ターボ回転
機械の自動調整シールにおいて、可動シールリングはそ
の両端位置に当たる固定シールリングとの合せ面でガイ
ドピンにより案内されることに加えて、その中央で位置
決めピンにより位置を確保され、合わせて３点で位置決
めされるので、その作動はより安定し、精度の高い動き
を行なうことができたものである。

【００９８】また、請求項６の発明は、前記ターボ回転
機械の自動調整シールにおいて、可動シールリングの内
方に波形ばねを配設し、合せ面に設けたガイドピンの位
置で作用する付勢力に加えて、前記波形ばねの付勢力が
可動シールリングにかかり、同可動シールリングはより
安定した保持をおこなうことが出来たものである。

【００９９】また、請求項７の発明は、前記ターボ回転
機械の自動調整シールにおいて、作動流体の圧力により
発生する可動シールリングをシール方向に押す力と、同
可動シールリングに発生するスラスト力との関係にスラ
スト受面の摩擦を含めて配慮し、スラスト受け面の摩擦
係数の２倍より大きくなるようなラビリンスブロックの
軸方向長さ対スラスト作動面の半径方向長さの比を得る
ことにより、スラスト受面の摩擦力を抑制し、可動シー
ルリングの移動を円滑に行うことができたものである。

【０１００】また、請求項８の発明は、前記ターボ回転
機械の自動調整シールにおいて、可動シールリングと固
定シールリングの合せ面では同可動シールリングを案内
するガイドピンを各合せ面毎に２個併置しており、これ
に加えて中央の位置決めピンとの都合５点で位置決めを
することにより、可動シールリングの位置決めはより正
確、安定したものとなり、精度の高い動きに追従対応す
ることができたものである。

【０１０１】また、請求項９の発明は、回転部とこれに
対峙する固定部との間に配置され、ラビリンスフィンを
有するシールリングを、回転体の水平分割面寄りに配置
された固定シールリングと、中央寄りに配置された可動
シールリングとで形成し、同可動シールリングは回転体
の起動・停止時に半径方向外方に弾性体で付勢され、定
格運転時に半径方向内方に作動流体で押圧されるターボ
回転機械の自動調整シールであって、前記可動シールリ
ングの半径方向外面に同可動シールリングを押圧する作
動流体の供給される圧力作用空間を形成すると共に、前
記可動シールリングと組み合わせたシールリング受けと
可動シールリングのラビリンスブロックの間に前記圧力
作用空間を高圧側に連通する作動流体の供給経路を形成
し、同供給経路の入口に前記シールリング受けから半径
方向内方に突出するスクレイパーを設けているので、可
動シールリングを半径方向内方に押圧すべく形成された
圧力作用空間へ向けて作動流体を供給する高圧側に連通
する供給経路入口に、前記シールリング受けから半径方
向内方に突出して異物混入防止板となる前記スクレイパ
ーにより、上流側から作動流体に混入して運ばれた異物
であるごみの類は供給経路に入るのを邪魔され、同供給
経路に閉塞現象の生じるのを減じ、また、摺動接合部に
ごみが侵入して異常摩擦の発生するのを減じて、正常機
能を確保を図ることが出来たものである。

【０１０２】また、請求項１０の発明は、回転部とこれ
に対峙する固定部との間に配置され、ラビリンスフィン
を有するシールリングを、回転体の水平分割面寄りに配
置された固定シールリングと、中央寄りに配置された可
動シールリングとで形成し、同可動シールリングは回転
体の起動・停止時に半径方向外方に弾性体で付勢され、
定格運転時に半径方向内方に作動流体で押圧されるター
ボ回転機械の自動調整シールであって、前記可動シール
リングの半径方向外面に同可動シールリングを押圧する
作動流体の供給される圧力作用空間を形成すると共に、
前記可動シールリングと組み合わせたシールリング受け
と可動シールリングのラビリンスブロックの間に前記圧
力作用空間を高圧側に連通する作動流体の供給経路を形
成し、前記圧力作用空間の半径方向外方で低圧側寄りの
隅には、シールリング受けに周方向に延びる溝状のごみ
取り受けを設けているので、前記可動シールリングを半
径方向内方に押圧すべく形成された圧力作用空間へ供給
された作動流体に、上流側から作動流体に混入して運ば
れたごみの類が混入した場合には、このごみの類は、前
記圧力作用空間の半径方向外方で低圧側寄りの隅にシー
ルリング受けに周方向に延びて設けた溝状のごみ取り受
けに集められ、同ごみの類が更に分散して可動シールリ
ングのスラスト受け面等摺動接合部に侵入し、異常摩擦
等の不具合を発生するのを防止して、正常機能を確保を
図ることが出来たものである。

【０１０３】更にまた請求項１１の発明は、回転部とこ
れに対峙する固定部との間に配置され、ラビリンスフィ
ンを有するシールリングを、回転体の水平分割面寄りに
配置された固定シールリングと、中央寄りに配置された
可動シールリングとで形成し、同可動シールリングは回
転体の起動・停止時に半径方向外方に弾性体で付勢さ
れ、定格運転時に半径方向内方に作動流体で押圧される
ターボ回転機械の自動調整シールであって、前記可動シ
ールリングの半径方向外面に同可動シールリングを押圧
する作動流体の供給される圧力作用空間を形成すると共
に、前記可動シールリングと組み合わせたシールリング
受けと可動シールリングのラビリンスブロックの間に前
記圧力作用空間を高圧側に連通する作動流体の供給経路
を形成し、同供給経路の入口に前記シールリング受けか
ら半径方向内方に突出するスクレイパーを設け、かつ、
前記圧力作用空間の半径方向外方で低圧側寄りの隅に
は、シールリング受けに周方向に延びる溝状のごみ取り
受けを設けているので、可動シールリングを半径方向内
方に押圧すべく形成された圧力作用空間へ向けて作動流
体を供給する高圧側に連通する供給経路入口に、これを
遮って前記シールリング受けから半径方向内方に突出し
て設けたスクレイパーにより、上流側から作動流体に混
入して運ばれたごみの類は、供給経路に入るのを邪魔さ
れて同供給経路に閉塞現象の生じるのを減じ、また、こ
のスクレイパーによる防御線を越えて、万一ごみが圧力
作用空間へ進入した場合には、このごみの類は、圧力作
用空間の半径方向外方で低圧側寄りの隅にシールリング
受けに食い込んで周方向に延びて設けたごみ取り受けに
集められ、更に分散して可動シールリングのスラスト受
け面等摺動接合部に侵入し、異常摩擦等の不具合を発生
するのを減じて、正常機能を確保を図ることが出来たも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態に係るターボ回転機械
の自動調整シールを定格運転時に軸方向断面で示す説明
図である。

【図２】図１の実施形態を起動・停止時に軸方向断面で
示す説明図である。

【図３】図１の実施形態の全貌を示し、（ａ）は上面、
（ｂ）は軸断面、（ｃ）は側面を示す説明図である。

【図４】図１の実施形態におけるシールリングの合せ面
を示す説明図である。

【図５】図１の実施形態におけるシールリングの合せ面
のガイドピンを拡大して示す説明図である。

【図６】図１の実施形態におけるシールリングの中央上
部の位置決めピンを拡大して示す説明図である。

【図７】図１の実施形態における機械分割面上方でのシ
ールリング位置決めピンを拡大して示す説明図である。

【図８】図１の実施形態における機械分割面下方でのシ
ールリング位置決めピンを拡大して示す説明図である。

【図９】図１の実施形態におけるシールリングに掛かる
力を説明し、（ａ）は非対称形状のもの、（ｂ）は比較
として採用した一般の対称形状のものを示す説明図であ
る。

【図１０】図１の実施形態における「すきま」の変化を
従来のものと対比して示す説明図である。

【図１１】本発明の実施の第２形態に係るターボ回転機
械の自動調整シールを定格運転時に軸方向断面で示す説
明図である。

【図１２】図１１の実施形態におけるシールリングに掛
かる押し付け力とスラスト力の関係を示す説明図であ
る。

【図１３】本発明の実施の第３形態に係るターボ回転機
械の自動調整シールを定格運転時に軸方向断面で示す説
明図である。

【図１４】図１３の実施形態における軸直角断面の概要
を示す説明図である。

【図１５】本発明の実施の第４形態に係るターボ回転機
械の自動調整シールの全貌を示し、（ａ）は上面、
（ｂ）は軸断面、（ｃ）は側面を示す説明図である。

【図１６】図１５の実施形態におけるシールリングの合
せ面を示す説明図である。

【図１７】本発明の実施の第５形態に係るターボ回転機
械の自動調整シールを定格運転時に軸方向断面で示す説
明図である。

【図１８】図１７の実施形態を起動・停止時に軸方向断
面で示す説明図である。

【図１９】本発明の実施の第６形態に係るターボ回転機
械の自動調整シールを定格運転時に軸方向断面で示す説
明図である。

【図２０】図１９の実施形態を起動・停止時に軸方向断
面で示す説明図である。

【図２１】従来のターボ回転機械の自動調整シールを軸
方向断面で示す説明図である。

【図２２】図２１のＸ−Ｘ断面を示す説明図である。

【符号の説明】

１ ロータ ４ シールリング基準面 ５ シールフィン ７ シールリング受 ８ 可動シールリング ９ 固定シールリング １０ 蒸気圧作用面 １１ スラスト受面 １２ シールリング後退面 １３ 板ばね １４ バイパス穴 １５ 皿ばね １６ ガイドピン １７ 押え板 １８ 位置決めピン １９ 皿ばね ２０ 上部押え板 ２１ 上部止め金 ２２ 下部止め金 ２３ 漏れ防止板 ２４ 合せ面 ２５ 位置決めピン ２６ 位置決めピン ３０ スクレイパー ３３ 波形ピン ４０ 供給経路 ５０ 圧力作用空間 Ｄ₁ 隙間 Ｄ₂ 隙間 Ｄ₃ 隙間 Ｈ スラスト作動面 Ｓ ラビリンス植込み部厚さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 善一 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 小西 哲 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 渡辺 英一郎 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 馬越 龍太郎 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (56)参考文献 特開 昭51−111507（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−191348（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−256065（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−93573（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−161473（ＪＰ，Ｕ) 特表 平７−504485（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16J 15/40 - 15/56 F16J 15/16 - 15/30 F01D 11/02

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転部とこれに対峙する固定部との間に
   配置され、ラビリンスフィンを有するシールリングを、
   回転体の水平分割面寄りに配置された固定シールリング
   と、中央寄りに配置された可動シールリングとで形成
   し、同可動シールリングは回転体の起動・停止時に半径
   方向外方に弾性体で付勢され、定格運転時に半径方向内
   方に作動流体で押圧されるターボ回転機械の自動調整シ
   ールであって、各シールリングの軸方向断面形状はラビ
   リンスブロックが高圧側に突き出し部を有した非対称形
   としたことを特徴とするターボ回転機械の自動調整シー
   ル。
2. 【請求項２】 回転部とこれに対峙する固定部との間に
   配置され、ラビリンスフィンを有するシールリングを、
   回転体の水平分割面寄りに配置された固定シールリング
   と、中央寄りに配置された可動シールリングとで形成
   し、同可動シールリングは回転体の起動・停止時に半径
   方向外方に弾性体で付勢され、定格運転時に半径方向内
   方に作動流体で押圧されるターボ回転機械の自動調整シ
   ールであって、前記固定シールリングと可動シールリン
   グの合せ面を水平方向に延びる平坦面で形成し、同合せ
   面の固定シールリング側に前記可動シールリングの垂直
   方向の移動を案内するガイドピンを設け、前記各シール
   リングの軸方向断面形状はラビリンスブロックが高圧側
   に突き出し部を有しスラスト面より低圧側に突き出し部
   を有しない非対称形としたことを特徴とするターボ回転
   機械の自動調整シール。
3. 【請求項３】 前記弾性体は回転体の軸方向及び周方向
   にそれぞれ一定のばね定数を有する皿ばねで構成したこ
   とを特徴とする請求項１又は２に記載のターボ回転機械
   の自動調整シール。
4. 【請求項４】 前記シールリングは回転体の水平分割面
   で区画した各分割部内において、固定シールリングが前
   記水平分割面から周方向にそれぞれほぼ３０°の範囲に
   延び、可動シールリングが中央部分１２０°の範囲に亘
   って延びる３分割構造としたことを特徴とする請求項
   １、２又は３に記載のターボ回転機械の自動調整シー
   ル。
5. 【請求項５】 前記可動シールリングは中央に位置決め
   ピンを設け、同位置決めピンと前記各合せ面に設けたガ
   イドピンの３点で位置決めするように構成したことを特
   徴とする請求項１、２、３又は４に記載のターボ回転機
   械の自動調整シール。
6. 【請求項６】 前記可動シールリングは位置決めピンの
   内方でシールリング受の低圧側のシールリング基準面と
   スラスト受面及びこれに対応する高圧側の一部を切欠
   き、ここに波形ばね３３を介装したことを特徴とする請
   求項１、２、３、４又は５に記載のターボ回転機械の自
   動調整シール。
7. 【請求項７】 前記ラビリンスブロックの軸方向長さ対
   スラスト作動面の半径方向長さの比をスラスト受け面の
   摩擦係数の２倍より大きく形成したことを特徴とする請
   求項１、２、３、４、５又は６に記載のターボ回転機械
   の自動調整シール。
8. 【請求項８】 前記合せ面のガイドピンを同一合せ面に
   それぞれ２個併置し、可動シールリングの中央に設けた
   位置決めピンと共働して可動シールリングを５点で位置
   決めするように構成したことを特徴とする請求項１、
   ２、３、４、５又は７に記載のターボ回転機械の自動調
   整シール。
9. 【請求項９】 回転部とこれに対峙する固定部との間に
   配置され、ラビリンスフィンを有するシールリングを、
   回転体の水平分割面寄りに配置された固定シールリング
   と、中央寄りに配置された可動シールリングとで形成
   し、同可動シールリングは回転体の起動・停止時に半径
   方向外方に弾性体で付勢され、定格運転時に半径方向内
   方に作動流体で押圧されるターボ回転機械の自動調整シ
   ールであって、前記可動シールリングの半径方向外面に
   同可動シールリングを押圧する作動流体の供給される圧
   力作用空間を形成すると共に、前記可動シールリングと
   組み合わせたシールリング受けと可動シールリングのラ
   ビリンスブロックの間に前記圧力作用空間を高圧側に連
   通する作動流体の供給経路を形成し、同供給経路の入口
   に前記シールリング受けから半径方向内方に突出するス
   クレイパーを設けたことを特徴とするターボ回転機械の
   自動調整シール。
10. 【請求項１０】 回転部とこれに対峙する固定部との間
    に配置され、ラビリンスフィンを有するシールリング
    を、回転体の水平分割面寄りに配置された固定シールリ
    ングと、中央寄りに配置された可動シールリングとで形
    成し、同可動シールリングは回転体の起動・停止時に半
    径方向外方に弾性体で付勢され、定格運転時に半径方向
    内方に作動流体で押圧されるターボ回転機械の自動調整
    シールであって、前記可動シールリングの半径方向外面
    に同可動シールリングを押圧する作動流体の供給される
    圧力作用空間を形成すると共に、前記可動シールリング
    と組み合わせたシールリング受けと可動シールリングの
    ラビリンスブロックの間に前記圧力作用空間を高圧側に
    連通する作動流体の供給経路を形成し、前記圧力作用空
    間の半径方向外方で低圧側寄りの隅には、シールリング
    受けに周方向に延びる溝状のごみ取り受けを設けたこと
    を特徴とするターボ回転機械の自動調整シール。
11. 【請求項１１】 回転部とこれに対峙する固定部との間
    に配置され、ラビリンスフィンを有するシールリング
    を、回転体の水平分割面寄りに配置された固定シールリ
    ングと、中央寄りに配置された可動シールリングとで形
    成し、同可動シールリングは回転体の起動・停止時に半
    径方向外方に弾性体で付勢され、定格運転時に半径方向
    内方に作動流体で押圧されるターボ回転機械の自動調整
    シールであって、前記可動シールリングの半径方向外面
    に同可動シールリングを押圧する作動流体の供給される
    圧力作用空間を形成すると共に、前記可動シールリング
    と組み合わせたシールリング受けと可動シールリングの
    ラビリンスブロックの間に前記圧力作用空間を高圧側に
    連通する作動流体の供給経路を形成し、同供給経路の入
    口に前記シールリング受けから半径方向内方に突出する
    スクレイパーを設け、かつ、前記圧力作用空間の半径方
    向外方で低圧側寄りの隅には、シールリング受けに周方
    向に延びる溝状のごみ取り受けを設けたことを特徴とす
    るターボ回転機械の自動調整シール。