JP3466613B2 - パッキングセグメント重量荷重を消去する重力スプリングを有する流体タービン用の引込み式セグメントパッキングリング - Google Patents

パッキングセグメント重量荷重を消去する重力スプリングを有する流体タービン用の引込み式セグメントパッキングリング

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JP3466613B2
JP3466613B2 JP51603994A JP51603994A JP3466613B2 JP 3466613 B2 JP3466613 B2 JP 3466613B2 JP 51603994 A JP51603994 A JP 51603994A JP 51603994 A JP51603994 A JP 51603994A JP 3466613 B2 JP3466613 B2 JP 3466613B2
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イー ブランドン，ロナルド
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デマグ デラバル ターボマシーナリー コーポレイション
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/44—Free-space packings
    • F16J15/441—Free-space packings with floating ring

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  • Sealing Devices (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 技術分野 本発明は、弾性流体軸流タービンに適用するシール、
更に詳細には、回転軸の固定タービンケーシング貫通部
およびステージとタービンセクション間のケーシング内
部に配置するセグメントパッキングリングシールに関す
る。
従来の技術 一般に、この種の公知のシールは、回転および固定部
分間に低流動係数の小さな間隙領域を形成することによ
り、流体の漏洩を防止もしくは低減する。この種のシー
ルの目的は、効率の改善、流体損失の最少化、および流
体漏洩に伴う有害副作用の防止である。
また、これらセグメントラビリンス形式のシールは、
タービンの整合不良、振動および熱歪に起因する擦り合
い損傷に対しても有効である。これら損傷の大部分の要
因は、始動の間、軽負荷でもしくはこれに続く突然の負
荷損失で発生されるようである。従って、これら状態の
間は比較的大きな間隙状態を形成してシール損傷を最少
にすると共に、しかも高負荷に際しては小さな間隙状態
を達成することが望ましい。高負荷状態は、効率が最大
であり、且つタービン作動がシール損傷の大部分の要因
に関して安定している作動に対応されている。
タービン設計者が、流体漏洩の最少化に既に大きな進
歩を達成していることは認められるべきである。シール
は、擦り合いによる損傷を最低限にするよう特別に選定
された材料から形成されている。シールの幾何学的構造
は、擦り合い状態の間は最少量の熱および荷重を発生す
るよう薄刃に設計されている。また、引込み式パッキン
グリング−これは、その、始動状態の間は大きく設定さ
れている半径方向の間隙を、所定の流動状態に達すると
小さな間隙状態に自動的に減少されるよう構成されてい
る−も、圧力荷重がパッキングセグメントの重力荷重よ
り可なり大きいタービン領域では好適に適用されてき
た。しかしながら、低圧ステージ内では、重力荷重がし
ばしば大きくなり過ぎて有効なタービン圧力荷重が圧倒
される。このため、最低圧ステージ内では、引っ込み式
パッキングリングの使用は実際的ではなかった。このこ
とは、パッキングリングセグメントが常に閉じ間隙位置
にスプリング付勢されているシールリングの使用を必要
とする。この種のスプリング付勢シールリング構造の１
つが、ジー・ラーゲンの1977年４月12日発行米国特許第
4,017、088号公報に開示されているが、これによれば、
特許権者は、シールリングをロータ方向へ常時内側へ付
勢指向するスプリングを提供している。スプリング付勢
シールリングは、擦り合い荷重を介してリングを偏向さ
せることにより擦り合い荷重および損傷を最少にする。
スプリングは、シールリングを軸方向へ−但し、固定部
分上の肩部による制限位置を越えることなく−押圧する
よう構成されている。このように、ジー・ラーゲンの特
許は、シールリングを内側に付勢してロータに近接させ
ることによりシール効果を向上するスプリング圧力を提
供するものであり、そしてこの特許は、始動の擦り合
い、摩損および振動に係わる問題の解決は何等提供する
ものではない。
一方、エル．ワースの米国特許第3,594,010号公報に
は対称形のシール設計が開示されており、これにおいて
は、ワースは、通常のＴ−形シールリングセグメントお
よび対応するタービンケーシングの代わりに、シールリ
ング“T"の右側が極めて短く切断されると共にタービン
ケーシングも同形状に形成されている対称形シールリン
グを適用している。上流側の一側方肩部および下流側の
シールリング切除オーバハング部分に半径方向作用スプ
リングを適用するために、特許権者ワースは、僅かなが
らも横方向摩擦荷重を想定している。このことは、対称
セグメント形状を、セグメントの一側方上リムとケーシ
ング間に内装されている半径方向指向スプリングに関し
て変動させ、そしてこれにより、シールセグメントの円
周方向位置の保持を、これらセグメントがスプリングお
よびタービン作用を介して内側および外側へ移動される
に際して達成されなくする。更に、このようなワースの
設計においては、タービンの側部に位置するセグメント
は、重力荷重によって下降され、これにより閉じ位置に
おいてはその閉じ過程において底部セグメントと干渉
し、そしてこれら底部セグメントが閉じ位置へ移動する
際に、その重力および摩擦荷重に加えて側部セグメント
を上方へ押し揚げなければならなくなる付加的な荷重を
底部セグメント上に負荷する。このことは、摩擦荷重を
著しく増大し、不適当な場合には、底部シールセグメン
トの閉成を極めて困難とする。このように、ワースのシ
ステムは、リングセグメントがスプリングおよびタービ
ン作用を介して半径方向内側および外側へ移動されるに
際しての、前記セグメントの円周方向位置を保持するた
めの手段を提供する、もしくは提供できるものではな
い。
ロナルド・イ・ブランドン（主題特許出願の特許権
者）の1984年３月13日発行米国特許第4,436、311号公報
には、流体タービン用のセグメントラビリンス形式の軸
シールシステムが開示されており、これにおいては、シ
ールセグメントを半径方向配置のスプリングを介して大
きな間隙位置方向外向きに付勢することにより、セグメ
ントシールリングのシールを、低速且つ小タービン負荷
時の始動の間もしくは低負荷状態では大きな間隙位置に
位置させ、一方高速且つ高作動流体圧時の中間乃至高負
荷状態の間は小さな間隙位置に位置させるように構成さ
れている。
シールリングセグメント上に作用する個々のスプリン
グの設計において、流体圧荷重並びにシールリングセグ
メントの重力および摩擦力荷重は、それぞれ、シールリ
ングセグメントに関してこれを低負荷および高負荷状態
の間大きなおよび小さな間隙位置に位置させる要因とし
て考慮されるべきものである。しかしながら、引っ込み
式シールリングの適用に際しては、タービン円周の底部
および下部側部分上に位置するシールリングセグメント
は、これらの上に位置する上部リングセグメントからの
主として重力荷重によってその位置を拘束されるので、
前述のシールリングセグメントは、所望の方法では小さ
な間隙位置へ容易に閉成されない。このことは、流体漏
洩の増大によってタービン効率を低下し、またシールの
損傷および大きな摩耗を発生し、そして保守費用を増大
する。
発明の概要 従って、本発明の１つの目的は、タービンの始動時、
停止時および低負荷状態の間に発生される、パッキング
シールおよびチップシールの擦り合い問題を克服するシ
ールリング構造を提供することにある。別の目的は、シ
ールリングセグメントの間隙がタービンの始動、停止お
よび低負荷状態の間は大きく、そしてこの間隙がタービ
ンの中間乃至高負荷作動の間は小さく設定されるシール
リング構造を提供することにある。また別の目的は、シ
ールリングセグメントが大きな間隙位置と小さな間隙位
置との間をセグメント間で干渉されることなく均一に移
動されるシールリング構造を提供することにある。また
別の目的は、個々のセグメント上に、そのタービン内円
周方向位置に基づいて負荷される流体圧荷重、重力およ
び摩擦荷重に従って作動されるよう構成されたスプリン
グ手段を有するシールリング構造を提供することにあ
る。また更に別の目的は、シール損傷に係わるタービン
維持費用を低減すると共に、作動効率を、低漏洩流動係
数の小作動間隙を許容することにより従来公知のものよ
り増大することにある。
前記およびその他の目的は、回転および固定要素間の
漏洩を最小にする、蒸気タービン用のセグメントシール
リングおよびスプリングシステムを提供する本発明によ
って構成されるが、ここで、前記セグメントシールリン
グは、タービンケーシング内に形成される環状Ｔ−形溝
に支持され且つ少なくとも部分的に収容されると共にタ
ービン軸の円周周りに延在されている。スプリングシス
テムは、シールリングのセグメントを付勢するよう配置
されるスプリングを含み、これにより前記セグメント
は、シールリングのタービン軸に対する大きな間隙位置
方向へ半径方向外向きに付勢されている。スプリングの
個々の強さは、シールセグメントの円周上の位置、流体
圧荷重、および重力および摩擦荷重に対応して選定され
ており、そしてこれにより、シールリングセグメント
は、低回転速度および小タービン負荷時には大きな間隙
位置に位置され、一方中間乃至高速流動および高作動圧
力時には、ケーシングとリングセグメント間の環状スペ
ース内に自由に進入する作動流体がスプリング荷重に打
勝ってシールセグメントを付勢することにより、小さな
間隙位置へ移動されるよう構成されている。
下半部のシールリングセグメント内には特別の重力ス
プリングが配置されており、そしてこのスプリングは、
この下方端部をタービンケーシングに固定されると共に
その上方スプリング端部をシールセグメントに付勢対接
されていて、セグメント上に上向きの荷重を発生するこ
とにより、セグメントの重量に起因する下向きの荷重を
相殺するよう構成されている。重量スプリングはセグメ
ントの重量に相当する垂直方向のスプリング力を有し、
これにより、シールセグメントを閉じるに要する流体圧
荷重が半径方向外向きの付勢スプリング力と摩擦荷重と
にほぼ等しくなるよう構成されている。
図面の簡単な説明 図１は、多段軸流弾性タービンの１ステージ部分水平
立面の、セグメントシールリングの１セグメントを切断
する、長手方向部分断面図である。
図２は、図１の２−２線に沿う横断面図で、本発明の
一実施例に係わる、セグメントを半径方向外側へ付勢す
るスプリングと重力スプリングとを有する４つのセグメ
ントシールリングが示されている。
図３は、図１の２−２線に沿う横断面図であるが、図
１および２とは異なり、４つのセグメントシールリング
は、図1,2の小さな間隙位置とは反対の大きな間隙位置
において示されている。
図４は、図１の２−２線に沿う前記相当の横断面図で
あるが、本発明の別の実施例に係わる−すなわち、選択
されたセグメントの隣接端部間に内装されてセグメント
を半径方向外側の大きな間隙位置へ付勢する８つのスプ
リングを有する６つのセグメントシールリングと、２つ
の下方側セグメントおよび１つの底部セグメント用の重
力スプリングとからなる−別のセグメントシールリング
およびスプリング組合わせが示されている。
図５は、上半部のシールリングセグメントを支持する
ための特定ロックキーを示す詳細図である。
図６は、重力スプリングの、下方シールセグメント延
在穴内の垂直作用位置における状態を示す側面図であ
る。
図７は、上方側セグメント上に作用する４つの主荷重
を示す荷重ダイヤグラムである。
図８は、下方側セグメント上に作用する４つの主荷重
を示す荷重ダイヤグラムである。
図９は、下方シールセグメントに半径方向内向きの荷
重を指向するよう適用される代案としての重力スプリン
グを示し、上向き重力成分を有する荷重ダイヤグラムが
示されている。
図10は、シールリングセグメントの斜視図である。
実施例 図１および２を参照して、タービンは、ロータもしく
は軸−その一部が参照符号11で示されている−と、ケー
シング−その一部が参照符号12で示されている−とを含
む。内部ステージのシールに関しては、ケーシングはダ
イヤフラムと呼称されることもある。シールリング13
は、図２に示す実施例によれば、４つのセグメントを備
えてロータ11周りに延在されている。このようなシール
リング13が、幾つか連続して構成され得ることは理解さ
るべきである。また、タービンに必然的に含まれる残余
の装置（図示せず）−すなわち、通常のノズル，バケッ
ト，ホイールおよびその他の要素を備えて蒸気を高圧で
導入すると共にこれを低圧で排出する装置−は、本発明
のシールリングによって達成されるシール機能を説明す
るためにはここに包含される必要はないことも理解さる
べきである。ここに図示しそして説明するシールリング
は、一般的に言って、本発明に従ってここに記述するス
プリング設計と結合されるシールリング変形態様を除い
ては、全てのタービンに適用される多くのリングの中の
典型的なものである。また、ここで使用される“シール
リング13"と“シールリングセグメント13"とは、リング
或いはセグメントのいずれにも適用され、従って記述さ
れる文脈から読み取らるべきものである。
シールリング13は、ロータ11の円周部分に対向して、
半径方向に交互に上下段差する複数の刃部14を含む。こ
れには、別の刃部構造を適用することもできる。図１に
示すシールリング13の左、右における、それぞれシール
リング13の側部18上の高圧流体と側部19上の低圧流体
が、刃部14とロータ11間の小さな間隙開口部間に形成さ
れる複数の制限部間に、流体漏洩をもたらす荷重を確実
に発生する。この場合、漏洩流量は、間隙面積、刃部の
尖鋭度、制限部の個数、圧力および密度を含む流体条
件、および漏洩経路の幾何学的形状などに係わるが、こ
れらは、公式および実験要素に従って決定されることは
公知である。
シールリング13は、ケーシング12の溝15内に収容され
ている。図２に示す実施例によれば、シールリング13は
ロータ11周りのリング内に配置される４つのセグメント
からなり、そしてこのセグメントは、ケーシング溝15内
に配置される際に、シールリングセクションケーシング
を接合部27で分離するよう配置されることにより、ケー
シングを組み付けもしくは組み外せるよう構成されてい
る。コイルスプリング（図１には、全体的に参照符号16
で指示され、図２および４には、更に特定的に16a−16f
で指示されている）が、各シールリングセグメント13の
セグメント端部（図２および10に、対接端部13fとして
指示されている）上に配置され、且つセグメントの隣接
端部13f間に圧縮状態で内装されていて、リングセグメ
ントを大きな間隙位置へ移動するよう付勢されている。
スプリング16a−16fは、シールセグメント13の端部13f
内に形成される穴もしくはポケット22内に適合するよう
配置されている。６つのスプリング16a−16fが、図２に
示される４つのセグメントシールリング13のセグメント
間に適用されている。ここで、１つの上部スプリング16
cは、上方左側および上方右側シールリング13間の共通
スペース29内に内装され、２つのスプリング13dおよび1
6eは、それぞれ、それらのスペース30および31内におい
て上方右側セグメント13および下方右側セグメント13に
対して作用され、２つのスプリング13bおよび16aは、そ
れぞれ、それらのスペース33内において上方左側セグメ
ント13および下方左側セグメント13に対して作用され、
そして１つの下部スプリング16fは、下方左側セグメン
ト13および下方右側セグメント13の下方端部間のスペー
ス32内に内装されている。
セグメント13の確実な円周方向の配置、およわびシー
ルセグメント13およびスプリング16の確実な保持は、ケ
ーシング接合部27の上下に設けられる回り止めキー26に
よって確保される。回り止めキー26は、その詳細が図５
に示されているが、ケーシング12の左右の溝44および46
内にそれぞれ適合される矩形キーブロック48を含む。キ
ーブロック48は、ケーシング12からスペース31および33
内へ突出し、そしてここで、シールリング13の上方およ
び下方セグメントに対する固定水平支持面を提供すると
共に上方および下方リングセグメントを分離する。スプ
リング16a,16bおよび16d,16eは、キーブロック48とシー
ルセグメントの対接端部13fの間に内装されている。回
り止めキー26は、挿着ねじもしくはボルト50および52を
介してケーシング12に固定されており、そしてこのねじ
もしくはボルトは、それぞれその左右において、キーブ
ロック48の上下の穴51および53内でケーシング12内に延
在するねじ付き端部28および30を介してキーブロック48
に取り付けられている。挿着ねじ50および52は、ねじ端
部28および30を穴51および53内へ延在させるスプリング
挿着手段を含む。回り止めキー26の下半部は、所望によ
れば、上部キー26をボルト28もしくは38等を介してケー
シング12に固定することにより、削除することができ
る。回り止めキー26は、スプリングを、その関連シール
リングセグメントに関して適正に整列させるよう保持し
且つ位置決めする。回り止めキー26は、また、シールリ
ングセグメントがその大きな間隙位置へ付勢される際
に、このシールリングセグメントが円周方向へ移動する
のを実質的に制止することにより、スプリングにその円
周方向位置を維持せしめる。
再び、図１および２を参照すると、シールリング13の
各セグメントが、参照符号13dで指示される内側リング
部分を含み、半径方向内側面から延在するシール刃14を
備え、そしてその半径方向外面20aがケーシング12の半
径方向表面21aと接触して大きな間隙を規制しているの
が示されている。シールリング13は、また、内側円周面
13bを備えてケーシング溝15内に配置される外側リング
部分13aを含み、そして前記内側円周面13bは、後述する
ように、この円周面13bがケーシング12の肩部12a上の表
面17と接触してシールリングセグメントの半径方向内側
への移動を制限することにより、その小さな間隙位置を
規制している。シールリング13は、また、内側リング部
分13dと外側リング部分13aとの間に首部分13cを含み、
そして、この首部分内にケーシング12の肩部12aが組合
わされてリングセグメントを軸方向に位置決めしいる。
シールリング首部分13cは外側リング部分13aと共にＴ形
状を形成し、そしてこの首部分13cは、その首面13eをケ
ーシング12肩面12bと接触することにより接触圧面を提
供している。
図2,6および８を参照すると、重力スプリング36が、
各左および右側下方半部シールセグメント13内に収容さ
れており、そしてケーシング12内の穴もしくはポケット
34内へ下向きに延在して、ケーシング12に固定されたプ
ラグ35で提供される平面38と接触している。この水平底
部平面は、垂直スプリング36に対して、そのスプリング
対向荷重が正確に決定されることを要求する。この平面
は、プラグを使用することなく、ケーシング12内のスプ
リングポケット34底部上に平滑面（図示せず）を機械加
工することにより提供することもできる。いずれにして
も、スプリング36に隣接するケーシング12の非機械加工
部分は、参照符号39で示すように丸められて、スプリン
グを所定位置に保持した状態でパッキングリングセグメ
ント13の脱着を必要に応じて許容するものでなければな
らない。重力スプリング36は、セグメント13の外側リン
グ部分13a上に上向き荷重を発生して、セグメント13の
重量に起因する下向き荷重を相殺する。重力スプリング
36からのスプリング荷重は、好適には、セグメントの重
心37を通る垂直線上上方に作用する。このことは、図８
の荷重ダイヤグラムにおいて、重力スプリング36で発生
されて下方シールセグメント13の首部分13cへ指向する
垂直上向き荷重60として示されている。上向き荷重60
は、好適には、下方左側シールセグメント13の重心62を
通る経路に指向する。図６には重力スプリング36の配置
−すなわち、シールセグメント外側リング部分13aを貫
通する円筒穴もしくはポケット64内を通過して、スプリ
ングがポケット64の端壁部66と対接するシールリング首
部分13c領域内深さまで延在位置されている配置−が、
示されている。図８に示す荷重ダイヤグラムにおいて、
シールセグメント13の重量Ｗは重力スプリング36の上向
き荷重Fgとほぼ同一である。
低もしくは無負荷状態では、シールリングセグメント
13の重量のみがケーシング12を規制し、スプリング16a
−16fおよび重力スプリング36の荷重はシールリング13
上に作用する。スプリングは、前記状態においてシール
リングセグメント13をその各セグメント接合部において
充分に分離する荷重と寸法とに選定されている。スプリ
ング16a−16fがリングの隣接する対接端部13f間に内装
された好適な構成においては、前記スプリングは、セグ
メントを円周方向へ付勢してセグメントをその各セグメ
ント接合部で分離させることにより、図３に示すよう
に、環状スペース24および25が存在されない規定の大き
な間隙位置で規制される大直径へと指向せしめる。この
場合は、内側リング部分13dの半径方向外面20aはケーシ
ング12の半径方向面21aと接触している。この接触点を
以降“大きな間隙位置”（図３参照）と呼称するが、シ
ールリングはこれ以上には拡大されない。環状スペース
24,25の大きさは、リングセグメント13の半径方向外側
への移動によって、ロータとケーシング間の過渡的な最
大非整合か、シールリング刃14を損傷することなく充分
に収容され得るスペースに設定される。この環状スペー
スの設計は、タービンの形式及び大きさに従って変動さ
れる。負荷が増大すると圧力荷重がスプリング荷重に打
勝ち、シールリングセグメント13はセグメント面13bと
ケーシング肩面17とが接触する点まで半径方向内側へ移
動される。
このスプリングおよびシールリング設計の１つの利点
は、シールリングセグメント13の円周方向端部13f間に
内装されるスプリングがこれらセグメントの円周方向位
置を維持するよう作用するので、シールリングセグメン
トの小さな間隙位置への閉成に、円周および半径方向の
移動を共に必要としないことである。このことは、シー
ルリングセグメントとその間に内装されるスプリングと
が協働して回転軸回りに連続リングを形成し、そしてこ
のリングが、大きなおよび小さな間隙位置の間を膨脹お
よび収縮するからである。このスプリングおよびシール
設計が、シールリングセグメントの円周方向位置を維持
し且つ制御するこにより、閉成に際してシールリングの
半径および円周方向の移動を共に不必要とすると共にシ
ールリングの相互間干渉もしくは閉塞を全て防止する。
更に、重力スプリング36は下方シールセグメントの重量
荷重効果を減少もしくは排除するよう作用するが、ここ
で前記セグメントは、これがなければ詳しく後述するよ
うに、シールリングの半径方向内側への移動を妨害する
ものである。
タービンが作動速度で部分負荷にまで加速されると、
最悪の熱勾配、振動および非整合問題は終息する。負荷
が増大すると、これに従い流体圧力がリング回りに増大
し、そしてこれにより、後で更に詳述するが、スプリン
グ16が圧縮され、そしてシールリングセグメント13は、
そのシールリング面13bがケーシング面17に接触して制
限されるまで半径方向内側へ移動される。シールリング
13の面13bでの寸法およびケーシング面17の寸法は、刃
部14とロータ面との間に、比較的安定した負荷状態作動
が実現される最少間隙を創出するよう選定される。
図１および２では、シールリング13は、その高負荷，
小さな間隙状態で示されている。シールの高圧側は、参
照符号18で指示されている。この高圧は、１つもしくは
それ以上の開口部23による連通によって、環状スペース
24および15内に保持されている。開口部は、例えば、高
圧側の肩部12aを部分的に切徐することにより形成する
ことができる。シールの比較的低圧側は、参照符号19で
指示されており、そしてこの低圧状態は、同じく環状ス
ペース25内に保持されている。
これら圧力による合成軸方向荷重がシールリングを低
圧領域19へ向け押圧し、この結果、接触シール面13eと
ケーシング面12bとの間に漏洩防止シールが形成される
ことは容易に理解されるところである。寸法および圧力
は幾何学的に既知であるので、前記軸方向荷重の大きさ
は容易に計算される。もた、シールリングを半径方向へ
移動させるための金属間摩擦力を克服すべき半径方向荷
重も容易に計算することができる。
同様にして、しかし幾らか複雑であるが、半径方向荷
重も決定することができる。ロータ11に対面する内側シ
ール面13d上の、シールリング内面に沿う圧力分布を除
くと、その他の全ての圧力は上記２つのパラグラフ内に
確認されている。シールの各刃部14上には圧力降下が発
生される。各刃部を通る、一定エンタルピ膨脹としての
既知状態の流動連続を用いると、比較的正確な圧力分布
を、一連の一定面積絞りを用いて計算することができ
る。或るパッキングリングにおいては、高マッハ数が存
在して計算を複雑化するが、これは公知であり同業者に
は対処される。
半径方向の圧力分布は、シールリング13上に適正な内
向き合成荷重を達成させるべく、シールリング13の寸法
を選定するのに使用される。更に詳細に、図７には、前
述したシールリング擦り合い問題を適宜に解決するため
に、シールリングセグメント−なおこの場合は、上方シ
ールリングセグメント−に対して、考慮し且つ適用され
るべき４つの荷重が示されている。これら荷重の第一
は、軸および半径方向の蒸気圧力荷重、すなわち、参照
符号70指示のＰ（軸方向）、72指示のＰ（外向き半径方
向）、および74指示のＰ（内向き半径方向）である。こ
れら荷重の第二は、シールリング13の、76指示の重量荷
重Ｗ（重量）である。これら荷重の第三は、シールリン
グ13とその保持器、すなわちケーシング12−これは、シ
ールリング13の動作を妨げる−間の、78指示の摩擦荷重
Ｆ（摩擦）である。第四の荷重は、前述したスプリング
16で提供される、80および82指示のスプリング荷重F1お
よびF2である。なお、セグメント対接端部13f上には小
さい圧力荷重が存在するが、これはスプリング荷重80お
よび82に加算される。設計の目標は、シールリング13に
対して、このシールリング13にその重量、スプリングお
よび摩擦荷重に打勝たさせてこのシールリングをその内
側へ、すなわち、図１および２に示す小さな間隙位置へ
移動させる荷重状態を達成させることである。なおこの
場合、流体圧力状態は、タービンが小さいながらも15乃
至35％の可なりの負荷で作動されている際に存在を予測
される。
弾性流体タービンを熟知する人には理解されることで
あるが、タービン内各所の内部圧力はほぼ負荷に比例す
る。負荷及び質量流動が増大すると、局部圧力はほぼ線
形状に増大する。このような状況では、タービンステー
ジおよび大部分のタービンシールリング間を通る圧力降
下も、負荷および流体流動の増加と共に予測可能に線形
状に増大する。この関係によって、設計者は、各シール
リングに対する負荷および圧力条件を選択することによ
り、圧力荷重を重量、スプリングおよび摩擦荷重の勢力
に打勝たせて、シールリングをその小さな間隙位置へ移
動させるようにすることができる。前述したように、設
計者は、この状況を、寸法、重量、およびシールリング
とスプリング組合わせ内に適用するスプリング定数を変
更することにより、部分的に制御することができる。
タービンの高圧部分内で作動するシールリングの場合
は、重力荷重は有効蒸気荷重に比例して小さく、そして
適宜の作動が、前述したロナルド・イ・ブライドン（出
願人）発行の米国特許第4,436,311号公報に記載されて
いるように確保される。しかしながら、比較的小圧力状
態でのタービン配置では、セグメントは軽量でしかもそ
の半径方向外向指向のスプリング−この場合、スプリン
グ16−は弱いスプリング定数に形成されなければならな
い。このような重量およびスプリング定数の調整は適当
ではない。このため、本発明は、前述したように、或る
シールリング13上の重力効果に対抗するための重力スプ
リング36を提供するが、これには、通常スプリング16を
圧縮して摩擦を克服するためだけではなく、下方シール
リングの重量を付加的に上昇してこのセグメントをその
近接間隙位置に移動させるためにも適宜の圧力荷重を必
要とする。図２に示すような上方シールセグメントの場
合には、重力スプリング36と同等のものが、スプリング
16bおよび16dとして水平接合部に設けられる。このよう
なスプリング16bおよび16dは、各セグメントの重量とセ
グメントを近接間隙位置へ押圧しようとする圧力荷重に
抵抗する付加量とに相当する垂直荷重を提供するように
選択且つ寸法付けられねばならない。頂部スプリング16
cは、シールセグメントのそれ自体の重量による頂部へ
の下降を防止すると共に圧力荷重からの早まった閉成を
阻止するのに充分な荷重を提供しなければならない。
下方シールセグメント13に対しては、重力スプリング
36の重力荷重Fg（図８に60で示す）をシールセグメント
の重量垂直荷重成分Ｗ（84で示す）と等しくなるよう選
定して、セグメントの閉成動作が、スプリング16a、16f
の荷重86,88および摩擦荷重90を克服することにより簡
単に達成されるようにすると好適である。図８に86およ
び88で示す対接荷重は、前記スプリング荷重だけではな
く、対接面13f上に反閉成方向に作用する小さい圧力荷
重をも含むことは注意さるべきである。スプリング荷重
86および88は、圧力荷重、92のＰ（外向き）および94の
Ｐ（内向き）が、タービン上で小さいが10乃至25％の可
なりの負荷に達した際に、閉成を許容するよう選定され
ている。このように、重力スプリング36は、下半部シー
ルセグメント13を殆どもしくは全く重量が無いかのよう
に機能させることにより、引込み式シールセグメントお
よびリングを、極めて低圧レベルで作動するタービンス
テージにおいても、小さな間隙位置へ閉成させることが
できるよう構成されている。
セグメントが閉成されると、スプリング荷重は、スプ
リングの作動すなわち伸長によって変動される。この場
合、スプリングは、その荷重か全作動範囲に亘ってでき
るだけ一定に維持されると好適である。スプリング荷重
がその荷重範囲内で可なり変動する場合には、この変動
は、スプリングおよびシールリングの計算および選定の
際に考慮されなければならない。また、ここに説明した
コイルスプリングとは別種のスプリング、例えばフラッ
トスプリングを使用することもできる。スプリングは、
高温、振動且つ可なりの腐蝕性条件の下で長寿命且つ安
定した特性を有するものてなければならない。
同業者には、前述したそして図2,6,7,および８に示す
全ての荷重は決定されることができ、従って、前述した
本発明の目的を達成するためのスプリングの所要荷重も
決定されることができる。各セグメント上に作用する荷
重は、全て、半径および円周方向の成分に集計されるこ
とが望ましい。閉成動作に対抗する荷重が前記閉成荷重
と等しい場合には、更に増大する流動が閉成動作を引起
こすことは明らかである。
コイル重力スプリング36は、下方シールセグメント13
を垂直方向上向きに押圧するよう指向されるものとし
て、図示し且つ説明したが、代案として、スプリング36
は、図９に示すスプリング36のように、垂直成分荷重Fg
（96）がセグメント重量Ｗとほぼ等しくなる程の充分な
大きさの半径方向荷重Fr（94）をもって、半径方向へ押
圧するよう構成することもできることは、注意さるべき
である。この場合には、スプリング16、更に詳細には図
２に示すスプリング16fは、スプリング36の水平荷重成
分Fh（98）を考慮して設計されなければならない。
図４を参照すると、６つのシールセグメント13がリン
グを形成する変形パッキング構造が示されており、これ
においては、４つのスプリング16b,16c,16dおよび16eが
頂部シールセグメント内の端部分13fに装着され、４つ
のスプリング16f,16g,16hおよび16aが底部シールセグメ
ント13内の端部分13fに装着され、そしてこれにより、
セグメント13が前述した大きな間隙位置へ半径方向外向
に移動されるよう付勢されている。この場合は、３つの
重力スプリング36がケーシング12のポケット内に配置さ
れ、そして図２の実施例で説明したのと同様の方法で、
底部および２つの下方側部シールセグメント13のポケッ
ト内へ延在し、そして下方および底部セグメント13の重
量を相殺もしくは消去する荷重を発生するよう構成され
ている。また、回り止めキー26が、図２の実施例で説明
したのと同様に、側部シールセグメントに対して設けら
れ、そして、図２の実施例におけると実質的に同様な方
法で、ケーシング12に取り付けられている。
以上、説明および図面は、本発明の好適な実施例につ
いて行ったが、その他の種々の変形例が、本発明の精神
および範囲を越えることなく可能である。例えば、各重
力スプリングから提供される垂直荷重の上向き成分は、
その対応する下方シールリングセグメントの重量成分を
完全にはバランスもしくは消去する必要はなく、むし
ろ、流体圧力荷重がシールセグメント重量の一部分を充
分相殺するような場合には、前記シールセグメントの重
量を部分的にバランスするよう選択することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16J 15/44 F01D 11/00 F16C 17/00

Claims (26)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】回転および固定要素間の漏洩を最少にする
    セグメントシールリングを使用すると共に、始動の間、
    軽負荷で前記シールリングの損傷を防止するよう前記要
    素の間に大きな間隙を設定する弾性流体タービンにおい
    て、 回転軸を囲繞すると共に、内部に形成されて前記軸回り
    を円周方向へ延在する環状Ｔ−形溝を有する固定タービ
    ンケーシングであって、前記環状溝が、前記ケーシング
    上の一対の対向する離間環状肩部によって部分的に画定
    されて、前記溝の環状開口部が前記ケーシングと前記軸
    間の間隙領域内に半径方向へ形成されているケーシング
    と、 前記溝内に支持されると共に少なくとも部分的に収容さ
    れるセグメントシールリングであって、前記シールリン
    グが、前記軸の上半部回りに位置する上部シールセグメ
    ントおよび前記軸の下半部回りに位置する下部シールセ
    グメントを含み、各シールセグメントが、シール刃を備
    えているセグメントシールリングと、 前記シールセグメントを半径方向外側へ付勢するよう前
    記シールセグメントに対向配置されて、大直径リングを
    形成し、これにより前記シールリングは、前記軸との大
    きな間隙を有するよう位置される半径方向スプリングで
    あって、半径方向スプリング荷重を提供し、低速且つ小
    タービン負荷時には半径方向スプリング荷重が勝って前
    記シールセグメントを前記大きな間隙位置へ押圧し、一
    方高流動且つ高作動圧力時には作動流体が半径方向スプ
    リング荷重に打勝って前記シールセグメントを小さな間
    隙位置へ付勢する半径方向スプリングと、 前記タービンケーシングの下半部と少なくとも１つの下
    方シールセグメントの間に配置される少なくとも１つの
    重力スプリングを含む重力スプリング装置であって、前
    記重力スプリングが、前記下方シールセグメントの下向
    き重量荷重を相殺する上向き垂直荷重を前記下方シール
    セグメントに対して発生する重力スプリング装置とを有
    し、これにより 前記重力スプリングが、前記下方シールセグメントの前
    記重量荷重を消去して、シールセグメントが前記小さな
    間隙位置へ向け半径方向内側に移動する際のシールセグ
    メント間の摩擦および干渉を防止することを特徴とする
    弾性流体タービン。
  2. 【請求項２】前記各重力スプリングは、下方スプリング
    端部とスプリング上方端部を有する圧縮コイルスプリン
    グからなり、その下方スプリング端部を前記タービンケ
    ーシングの前記下半部に着座すると共にその上方スプリ
    ング端部を下方シールセグメントに付勢対接して、前記
    シールセグメントに対して上向き垂直荷重を発生するこ
    とを特徴とする請求項１記載の弾性流体タービン。
  3. 【請求項３】更に、前記各重力スプリングの前記下方端
    部を前記タービンケーシングに対して固定する装置を、
    前記タービンケーシング上に有することを特徴とする請
    求項２記載の弾性流体タービン。
  4. 【請求項４】前記タービンケーシングは、前記重力スプ
    リングの下方端部を収容するポケットと、このポケット
    底部における、前記重力スプリングの前記下方スプリン
    グ端部のための平らな底面を提供するシートとを含み、
    前記下方シールセグメントは、前記重力スプリングの前
    記上方端部を収容するポケットを含むことを特徴とする
    請求項２記載の弾性流体タービン。
  5. 【請求項５】前記各重力スプリングは、前記上方スプリ
    ング端部の下部に垂直に位置する前記下方スプリング端
    部に関して垂直に位置することを特徴とする請求項２記
    載の弾性流体タービン。
  6. 【請求項６】前記重力スプリングは、そのスプリング荷
    重が、この重力スプリングが指向する下方シールセグメ
    ントの重心を通る荷重線内を上向きに指向するよう前記
    タービンケーシング上に配置されることを特徴とする請
    求項２記載の弾性流体タービン。
  7. 【請求項７】前記各重力スプリングの荷重の垂直方向上
    向き成分は、これら各重力スプリングが指向する下方シ
    ールセグメントの重量と等しいことを特徴とする請求項
    １記載の弾性流体タービン。
  8. 【請求項８】前記セグメントシールリングは２つの上方
    シールセグメントと２つの下方シールセグメントからな
    り、前記下方シールセグメントの各々はこれらに指向さ
    れる１つの前記重力スプリングを有し、これにより、前
    記２つの下方シールセグメントの各々に対して上向き垂
    直荷重が供給されてそれぞれのセグメントの重量が相殺
    されることを特徴とする請求項１記載の弾性流体タービ
    ン。
  9. 【請求項９】前記セグメントシールリングは３つの上方
    シールセグメントと３つの下方シールセグメントからな
    り、前記３つの下方シールセグメントの各々はこれらに
    指向される１つの前記重力スプリングを有し、これによ
    り、前記３つの下方シールセグメントの各々に対して上
    向き垂直荷重が供給されてそれぞれのセグメントの重量
    が相殺されることを特徴とする請求項１記載の弾性流体
    タービン。
  10. 【請求項１０】前記セグメントシールリングは、前記半
    径方向スプリングの個々を介在して分離される複数の個
    々のシールリングセグメントからなり、前記半径方向ス
    プリングの各々は、前記対向シールセグメントの対接端
    部に介在される圧縮スプリングを備えて、前記シールセ
    グメントを前記大きな間隙位置へ半径方向外側に付勢す
    ることを特徴とする請求項１記載の弾性流体タービン。
  11. 【請求項１１】更に、前記ケーシング上の、前記上方お
    よび下方シールリングセグメント間接合部近傍の位置に
    取付けられる回り止めキーを有し、前記回り止めキー
    は、上方半径方向スプリングおよび下方半径方向スプリ
    ング間に内装されて、シールリングの前記ケーシングに
    対する回転を阻止することにより、前記半径方向スプリ
    ングを固定的に支持すると共に前記半径方向スプリング
    およびシールセグメントを円周方向所定位置に収容し且
    つ位置決めすることを特徴とする請求項10記載の弾性流
    体タービン。
  12. 【請求項１２】回転および固定要素間の漏洩を最少にす
    るセグメントシールリングを適用すると共に、始動の
    間、軽負荷で前記シールリングの損傷を防止するよう前
    記要素の間に大きな間隙を設定する弾性流体タービンに
    おいて、 回転軸を囲繞すると共に、その内部に形成されて前記軸
    周囲に延在する環状溝を有する固定タービンケーシング
    であって、前記環状溝が、前記ケーシング上の一対の対
    向する離間環状肩部によって部分的に画定されて、前記
    溝の環状開口部が前記ケーシングと前記軸間の間隙領域
    内に半径方向へ形成されているケーシングと、 前記溝内に支持されると共に少なくとも部分的に収容さ
    れるセグメントシールリングであって、前記シールリン
    グが、前記軸の上半部回りに位置する上部シールセグメ
    ントおよび前記軸の下半部回りに位置する下部シールセ
    グメントを含み、各シールセグメントが、シール刃を備
    えているセグメントシールリングと、 前記シールリングの前記セグメントを半径方向に位置決
    めする半径方向スプリングからなると共に、前記シール
    リングセグメントの隣接端部間に内装される圧縮スプリ
    ングを含む第一スプリング装置であって、前記半径方向
    スプリングが、円周方向に作用し前記リングセグメント
    を分離して半径方向外向きに移動することにより、大直
    径リングを形成し、これにより前記シールリングは、前
    記軸との大きな間隙を有するよう位置される第一スプリ
    ング装置と、 前記タービンケーシングの下半部と少なくとも１つの下
    方シールセグメントの間に配置される少なくとも１つの
    重力スプリングからなる第二スプリング装置であって、
    前記重力スプリング手段が、前記下方シールセグメント
    の下向き重量荷重を相殺する上向き垂直荷重を前記下方
    シールセグメントに対して発生する第二スプリング装置
    とを有し、 前記大きな間隙位置は、低速且つ小タービン負荷時には
    スプリング荷重が勝って前記シールセグメントを前記大
    きな間隙位置へ押圧し、一方高流動且つ高作動圧力時に
    は作動流体が半径方向スプリング荷重に打勝って前記シ
    ールリングセグメントを小さな間隙位置へ付勢するよう
    位置決めされ、これにより 前記重力スプリングが、前記下方シールセグメントの前
    記重量荷重を消去して、下方シールセグメントが前記小
    さな間隙位置へ向け半径方向内側に移動する際のシール
    セグメント間の摩擦および干渉を防止することを特徴と
    する弾性流体タービン。
  13. 【請求項１３】前記各重力スプリングは、下方スプリン
    グ端部とスプリング上方端部を有する圧縮コイルスプリ
    ングからなり、その下方スプリング端部を前記タービン
    ケーシングの前記下半部に着座すると共にその上方スプ
    リング端部を下方シールセグメントに付勢対接して、前
    記シールセグメントに対して上向き垂直荷重を発生する
    ことを特徴とする請求項12記載の弾性流体タービン。
  14. 【請求項１４】更に、前記各重力スプリングの前記下方
    端部を前記タービンケーシングに対して固定する装置
    を、前記タービンケーシング上に有することを特徴とす
    る請求項13記載の弾性流体タービン。
  15. 【請求項１５】前記タービンケーシングは、前記重力ス
    プリングの下方端部を収容するポケットと、このポケッ
    ト底部における、前記重力スプリングの前記下方スプリ
    ング端部のための平らな底面を提供するシートとを含
    み、前記下方シールセグメントは、前記重力スプリング
    の前記上方端部を収容するポケットを含むことを特徴と
    する請求項13記載の弾性流体タービン。
  16. 【請求項１６】前記各重力スプリングは、前記上方スプ
    リング端部の下部に垂直に位置する前記下方スプリング
    端部に関して垂直に位置することを特徴とする請求項13
    記載の弾性流体タービン。
  17. 【請求項１７】前記重力スプリングは、そのスプリング
    荷重が、この重力スプリングが指向する下方シールセグ
    メントの重心を通る荷重線内を上向きに指向するよう前
    記タービンケーシング上に配置されることを特徴とする
    請求項13記載の弾性流体タービン。
  18. 【請求項１８】前記各重力スプリングの荷重の垂直方向
    上向き成分は、これら各重力スプリングが指向する下方
    シールセグメントの重量と等しいことを特徴とする請求
    項12記載の弾性流体タービン。
  19. 【請求項１９】前記セグメントシールリングは２つの上
    方シールセグメントと２つの下方シールセグメントから
    なり、前記下方シールセグメントの各々はこれらに指向
    される１つの前記重力スプリングを有し、これにより、
    前記２つの下方シールセグメントの各々に対して上向き
    垂直荷重が供給されてそれぞれのセグメントの重量が相
    殺されることを特徴とする請求項12記載の弾性流体ター
    ビン。
  20. 【請求項２０】前記セグメントシールリングは３つの上
    方シールセグメントと３つの下方シールセグメントから
    なり、前記３つの下方シールセグメントの各々はこれら
    に指向される１つの前記重力スプリングを有し、これに
    より、前記３つの下方シールセグメントの各々に対して
    上向き垂直荷重が供給されてそれぞれのセグメントの重
    量が相殺されることを特徴とする請求項20記載の弾性流
    体タービン。
  21. 【請求項２１】弾性流体タービンの回転軸および固定ケ
    ーシング間の漏洩を最少にするセグメントシールリング
    を適用するシールシステムであって、始動の間、軽負荷
    で前記シールリングの損傷を防止するよう前記軸および
    ケーシング間に大きな間隙を設定するシールシステムに
    おいて、 前記溝内に支持されると共に少なくとも部分的に収容さ
    れるセグメントシールリングであって、前記シールリン
    グが、前記シールリングの上半部回りに位置する上部シ
    ールセグメントおよび前記シールリングの下半部回りに
    位置する下部シールセグメントを含み、各シールセグメ
    ントが、シール刃を備えているセグメントシールリング
    と、 前記シールセグメントを半径方向外側へ付勢するよう前
    記シールセグメントに対向配置されて、大直径リングを
    形成し、これにより前記シールリングは前記軸との大き
    な間隙を有するよう位置される半径方向スプリングであ
    って、半径方向スプリング荷重を提供し、低速且つ小タ
    ービン負荷時には半径方向スプリング荷重が勝って前記
    シールセグメントを前記大きな間隙位置へ押圧し、一方
    高流動且つ高作動圧力時には作動流体が半径方向スプリ
    ング荷重に打勝って前記シールセグメントを小さな間隙
    位置へ付勢する半径方向スプリングと、 少なくとも１つの下方シールセグメントの底部に配置さ
    れる少なくとも１つの重力スプリングを含む重力スプリ
    ング装置であって、前記重力スプリングが、前記下方シ
    ールセグメントの下向き重量荷重を相殺する上向き垂直
    荷重を前記下方シールセグメントに対して発生する重力
    スプリング装置とを有し、これにより 前記重力スプリングが、前記下方シールセグメントの前
    記重量荷重を消去して、シールセグメントが前記小さな
    間隙位置へ向け半径方向内側に移動する際のシールセグ
    メント間の摩擦および干渉を防止することを特徴とする
    シールシステム。
  22. 【請求項２２】前記各重力スプリングは、下方スプリン
    グ端部とスプリング上方端部を有する圧縮コイルスプリ
    ングからなり、その下方スプリング端部を前記タービン
    ケーシングに着座すると共にその上方スプリング端部を
    下方シールセグメントに付勢対接するよう適用され、前
    記シールセグメントに対して上向き垂直荷重を発生する
    ことを特徴とする請求項21記載のシールシステム。
  23. 【請求項２３】前記各重力スプリングは、前記上方スプ
    リング端部の下部に垂直に位置する前記下方スプリング
    端部に関して垂直に位置することを特徴とする請求項22
    記載のシールシステム。
  24. 【請求項２４】前記重力スプリングは、そのスプリング
    荷重が、下方シールセグメントの重心を通る荷重線内を
    上向きに指向するよう前記シールリングセグメント内に
    配置されることを特徴とする請求項22記載のシールシス
    テム。
  25. 【請求項２５】前記各重力スプリングの荷重の垂直方向
    上向き成分は、これら各重力スプリングが指向する下方
    シールセグメントの重量と等しいことを特徴とする請求
    項22記載のシールシステム。
  26. 【請求項２６】前記セグメントシールリングは、前記半
    径方向スプリングの１つを個々に介在して分離される複
    数の個々のシールリングセグメントからなり、前記半径
    方向スプリングの各々は、前記対向シールセグメントの
    対接端部に介在される圧縮スプリングを備えて、前記シ
    ールセグメントを前記大きな間隙位置へ半径方向外側に
    付勢することを特徴とする請求項21記載のシールシステ
    ム。
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DE (1) DE69328426T2 (ja)
WO (1) WO1994016250A1 (ja)

Families Citing this family (63)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19502079A1 (de) * 1995-01-24 1996-07-25 Mtu Muenchen Gmbh Gleitringdichtung für Turbomaschinen, insbesondere Gasturbinentriebwerke
US5735667A (en) * 1996-05-06 1998-04-07 Innovative Technology, L.L.C. Method and apparatus for minimizing leakage in turbine seals
CN1215251C (zh) * 1996-08-05 2005-08-17 罗纳德·E·布兰登 流体涡轮机的密封装置
US5709388A (en) 1996-09-27 1998-01-20 General Electric Co. Variable clearance packing ring with guide for preventing circumferential displacement
US5934684A (en) * 1997-05-27 1999-08-10 Brandon; Ronald Earl Retractable segmented packing ring for fluid turbines having gravity springs to neutralize packing segment weight forces
US6318728B1 (en) * 1997-07-11 2001-11-20 Demag Delaval Turbomachinery Corporation Brush-seal designs for elastic fluid turbines
US6572114B1 (en) * 1997-09-22 2003-06-03 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Seal ring for steam turbine
US6022027A (en) * 1997-12-18 2000-02-08 General Electric Co. Variable clearance packing ring with clips for preventing circumferential displacement
JPH11257014A (ja) * 1998-03-06 1999-09-21 Toshiba Corp 軸流タービンの作動流体漏洩防止装置
US6065754A (en) * 1998-04-15 2000-05-23 General Electric Co. Uniform clearance, temperature responsive, variable packing ring
US6145844A (en) * 1998-05-13 2000-11-14 Dresser-Rand Company Self-aligning sealing assembly for a rotating shaft
US6220603B1 (en) 1998-07-13 2001-04-24 Ronald Earl Brandon Non retractable segmented packing ring for fluid turbines having special springs to reduce forces during shaft rubbing
EP0974736A1 (de) * 1998-07-22 2000-01-26 Asea Brown Boveri AG Kolbenringdichtung an Dampfturbine
US5971400A (en) * 1998-08-10 1999-10-26 General Electric Company Seal assembly and rotary machine containing such seal assembly
US6161836A (en) * 1998-08-25 2000-12-19 General Electric Company Brush seal and rotary machine containing such brush seal
US6142479A (en) * 1998-10-14 2000-11-07 Jm Clipper Corporation Split labyrinth seal
US7032903B1 (en) * 1999-04-06 2006-04-25 Turbocare, Inc. Brush-seal designs for turbines and similar rotary apparatus
MXPA01012320A (es) 2000-04-06 2002-07-31 Turbocare Inc Diseno de escobilla-sello mejorado para turbinas y aparatos giratorios similares.
WO2002023069A2 (en) 2000-09-14 2002-03-21 Turbocare, Inc. Floating brush seal optionally disposed in labyrinth seal
EP1243755A1 (en) 2001-03-16 2002-09-25 Ronald E. Brandon Elastic fluid turbine employing a sealing ring
US6695316B2 (en) * 2001-09-21 2004-02-24 General Electric Company Apparatus and methods for supporting a retractable packing ring
JP3702212B2 (ja) * 2001-09-28 2005-10-05 三菱重工業株式会社 軸シール機構及びタービン
US6588764B2 (en) * 2001-11-20 2003-07-08 Dresser-Rand Company Segmented labyrinth seal assembly and method
US6651986B2 (en) * 2002-01-29 2003-11-25 General Electric Company Retractable packing ring lower half segment retaining key and method for retaining retractable packing ring lower half segment
US6722846B2 (en) * 2002-07-30 2004-04-20 General Electric Company Endface gap sealing of steam turbine bucket tip static seal segments and retrofitting thereof
US6679500B1 (en) * 2002-09-25 2004-01-20 Alstom (Switzerland) Ltd Coal pulverizer brush seal assembly
US6868363B2 (en) * 2003-01-14 2005-03-15 General Electric Company Methods and systems for calculating steam turbine radial clearance
US7229246B2 (en) * 2004-09-30 2007-06-12 General Electric Company Compliant seal and system and method thereof
CN1300446C (zh) * 2004-11-11 2007-02-14 丁陶生 密封轮斗式汽轮机
US7641200B2 (en) * 2005-11-28 2010-01-05 General Electric Company Variable clearance packing ring arrangement
US20070120329A1 (en) * 2005-11-29 2007-05-31 Chevrette Richard J Apparatus and method for steam turbine variable clearance packing
US7731478B2 (en) * 2006-05-25 2010-06-08 General Electric Company Method and apparatus for variable clearance packing
US8181967B2 (en) * 2006-06-27 2012-05-22 General Electric Company Variable clearance packing ring
US7540708B2 (en) * 2006-06-30 2009-06-02 General Electric Company Methods and apparatus to facilitate sealing in a turbine
US20080042367A1 (en) * 2006-08-17 2008-02-21 General Electric Company A variable clearance packing ring
US8540479B2 (en) * 2007-01-11 2013-09-24 General Electric Company Active retractable seal for turbo machinery and related method
DE102007016104A1 (de) * 2007-04-03 2008-10-09 Siemens Ag Dichtungsring für Strömungsmaschinen
US7909335B2 (en) * 2008-02-04 2011-03-22 General Electric Company Retractable compliant plate seals
CN101539032B (zh) * 2008-03-18 2010-12-08 王胜五 铁素体自调边界汽封
US8262349B2 (en) * 2008-12-22 2012-09-11 General Electric Company Adaptive compliant plate seal assemblies and methods
US8113771B2 (en) * 2009-03-20 2012-02-14 General Electric Company Spring system designs for active and passive retractable seals
US20100327534A1 (en) * 2009-06-26 2010-12-30 General Electric Company Magnetic brush seal system
EP2299062A1 (de) * 2009-09-17 2011-03-23 Siemens Aktiengesellschaft Dichtungssegment für eine Strömungsmaschine
DE102009049691A1 (de) * 2009-10-16 2011-04-21 Siemens Aktiengesellschaft Dichtungsanordnung an einem Dampfturbinengehäuse, umfassend einen fixierbaren Dichtring
JP5449976B2 (ja) * 2009-10-20 2014-03-19 株式会社東芝 軸シール装置およびタービン装置並びに軸シール装置間隙調整方法
DE102010028732A1 (de) * 2010-05-07 2011-11-10 Man Diesel & Turbo Se Labyrinthdichtung für eine Turbomaschine
US8936247B2 (en) * 2010-05-18 2015-01-20 General Electric Company Seal assembly including plateau and concave portion in mating surface for seal tooth in turbine
EP2405104A1 (de) * 2010-07-08 2012-01-11 Siemens Aktiengesellschaft Verdichter und zugehöriges Gasturbinenkraftwerk
US8628092B2 (en) 2010-11-30 2014-01-14 General Electric Company Method and apparatus for packing rings
US8454023B2 (en) * 2011-05-10 2013-06-04 General Electric Company Retractable seal system
US20130022459A1 (en) * 2011-07-18 2013-01-24 General Electric Company Seals for reducing leakage in rotary machines
JP5892880B2 (ja) * 2012-07-03 2016-03-23 三菱日立パワーシステムズ株式会社 回転機械のシール構造及び回転機械
EP2840229A1 (de) * 2013-08-23 2015-02-25 Siemens Aktiengesellschaft Strömungsführung innerhalb einer Dampfturbinendichtung
US9534502B2 (en) * 2014-03-26 2017-01-03 General Electric Company Individually compliant segments for split ring hydrodynamic face seal
US20150285152A1 (en) * 2014-04-03 2015-10-08 United Technologies Corporation Gas turbine engine and seal assembly therefore
CN104265378B (zh) * 2014-09-28 2015-12-30 东南大学 一种新型滞回式可变间隙汽封
EP3021015A1 (en) * 2014-11-14 2016-05-18 Alstom Technology Ltd Seal assembly
US9638326B2 (en) * 2014-12-15 2017-05-02 Kaydon Ring & Seal, Inc. Arch-bound ring seal and ring seal system including an arch-bound ring seal
WO2017065120A1 (ja) * 2015-10-13 2017-04-20 Nok株式会社 シールリング
DE102017209855A1 (de) * 2017-06-12 2018-12-13 Siemens Aktiengesellschaft Dichtring mit Ringsegmenten
DE102017216463A1 (de) * 2017-09-18 2019-03-21 Siemens Aktiengesellschaft Dichtungsring
US10989058B2 (en) 2018-04-19 2021-04-27 General Electric Company Segmented piston seal system
DE112021004096T5 (de) * 2020-11-25 2023-06-01 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Dichtungsvorrichtung

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1041534A (en) * 1911-03-10 1912-10-15 Gen Electric Divided packing-ring for rotating shafts.
US2073888A (en) * 1935-08-20 1937-03-16 Toward William Pump piston packing
GB724316A (en) * 1953-03-25 1955-02-16 Parsons & Marine Eng Turbine Improvements in or relating to labyrinth glands
GB1224234A (en) * 1968-07-19 1971-03-03 English Electric Co Ltd Turbines
CH582319A5 (ja) * 1975-03-05 1976-11-30 Bbc Brown Boveri & Cie
JPS54142453A (en) * 1978-04-28 1979-11-06 Toshiba Corp Axial seal body of rotation body
US4436311A (en) * 1982-04-20 1984-03-13 Brandon Ronald E Segmented labyrinth-type shaft sealing system for fluid turbines
JPS61152906A (ja) * 1984-12-27 1986-07-11 Toshiba Corp タ−ビンのシ−ル部隙間調整装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE69328426T2 (de) 2001-01-25
CN1070990C (zh) 2001-09-12
ATE191964T1 (de) 2000-05-15
EP0638153A4 (en) 1995-09-20
CN1090370A (zh) 1994-08-03
US5395124A (en) 1995-03-07
EP0638153A1 (en) 1995-02-15
WO1994016250A1 (en) 1994-07-21
AU5985394A (en) 1994-08-15
DE69328426D1 (de) 2000-05-25
EP0638153B1 (en) 2000-04-19
CA2130902A1 (en) 1994-07-21
CA2130902C (en) 2001-11-20
JPH07504485A (ja) 1995-05-18

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