JP3492101B2 - 流体機械のスワール防止装置 - Google Patents
流体機械のスワール防止装置Info
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- JP3492101B2 JP3492101B2 JP21634296A JP21634296A JP3492101B2 JP 3492101 B2 JP3492101 B2 JP 3492101B2 JP 21634296 A JP21634296 A JP 21634296A JP 21634296 A JP21634296 A JP 21634296A JP 3492101 B2 JP3492101 B2 JP 3492101B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- baffle plate
- swirl
- steam
- prevention device
- labyrinth seal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F16J15/447—Labyrinth packings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、蒸気タービンなど
に適用される流体機械のスワール防止装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】図３および図４は従来の蒸気タービンの
説明図である。図において、車室１５に固定されている
仕切板１６にノズル１６ａが組込まれており、ノズル１
６ａを通過した蒸気が動翼１９を通過する際のスラスト
力によりロータ軸１１を回転させる。このとき、一部の
蒸気はディスク１１ａと仕切板１６との間からパッキン
ハウジング１７に挿入されているパッキン環１８とロー
タ軸１１との間に形成されているラビリンスシールを通
過して流出する。この流出する蒸気はノズル１６ａを通
過する際にロータ軸１１の回転速度よりも大きな周方向
の速度を与えられており、蒸気がこのモーメンタムを保
持してパッキン環１８とロータ軸１１との間に形成され
るラビリンスシールに流入することによりラビリンスシ
ールの励振力が発生する。このラビリンスシールの励振
力の原因となる蒸気の周方向の速度を減少させるため、
バッフル板１２と旋回防止ブロック１４とから成るスワ
ール防止装置がパッキンハウジング１７のディスク１１
ａ側に固定して設置されている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の蒸
気タービンにおいては、設計上の制約などでバッフル板
１２の外径が十分に大きく確保できないような場合に
は、ディスク１１ａのポンピング作用でスワール防止効
果が小さくなること、旋回防止ブロック１４のスワール
に対する後流側に負圧渦が発生することなどにより、バ
ッフル板１２内側の圧力ｐA が外側の圧力ｐB に比べて
低い場合が生じる。図４はこのスワール防止装置の近傍
における蒸気の流れを示しており、このような場合には
バッフル板１２外側の大きなスワールを持つ蒸気Ｌがバ
ッフル板１２の内側に流入してスワール防止装置が十分
に機能しないことがある。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明に係る流体機械の
スワール防止装置は上記課題の解決を目的にしており、
ロータ軸と車室との間の隙間に設けられたラビリンスシ
ールのディスク側に旋回防止ブロックを介して環状のバ
ッフル板を取付けて形成される流体機械のスワール防止
装置における上記バッフル板の内側外周近傍に案内羽根
が流体のスワール方向に沿って装着されている。この案
内羽根によりバッフル板の外側から内側へ流体が導入さ
れる。この流体は動圧を保持しており、内周側に設置さ
れたスワール防止ブロックで旋回を止められると動圧が
静圧に変わることによってバッフル板の内側は外側に比
べて高い圧力を確実に保持する。これにより、バッフル
板の内周側にバッフル板の内側から外側に向かう流れが
生じ、設計上の制約などでバッフル板の外径が十分に大
きく確保できないような場合でも、バッフル板外側の大
きなスワールを持つ流体がラビリンスシールに侵入しな
くなる。 【０００５】 【発明の実施の形態】図１および図２は本発明の実施の
一形態に係る蒸気タービンの説明図である。図におい
て、本実施の形態に係る蒸気タービンは図１に示すよう
に車室５に固定されている仕切板６にノズルが組込まれ
ており、ノズルを通過した蒸気が動翼を通過する際のス
ラスト力によりロータ軸１を回転させる。このとき、一
部の蒸気はディスク１ａと仕切板６との間からパッキン
ハウジング７に挿入されているパッキン環８とロータ軸
１との間に形成されているラビリンスシールを通過して
流出する。この流出する蒸気はノズルを通過する際にロ
ータ軸１の回転速度よりも大きな周方向の速度を与えら
れており、蒸気がこのモーメンタムを保持してパッキン
環８とロータ軸１との間に形成されるラビリンスシール
に流入することによりラビリンスシールの励振力が発生
する。このラビリンスシールの励振力の原因となる蒸気
の周方向の速度を減少させるため、スワール防止装置が
パッキンハウジング７のディスク１ａ側に固定して設置
されており、軸端のラビリンスシールから外部へ流出す
る蒸気のスワールを減少させて蒸気タービンにおける低
周波振動の発生を防止するようになっている。このスワ
ール防止装置はバッフル板２、案内羽根３、旋回防止ブ
ロック４などからなり、バッフル板２は環状をなしてパ
ッキンハウジング７のディスク１ａ側に旋回防止ブロッ
ク４を介して固定されている。バッフル板２内側の旋回
防止ブロック４よりも外周側には作動流体のスワールと
同じ方向に案内羽根３が放射状に設けられている。 【０００６】案内羽根３により流体がバッフル板２の外
側から内側へ導入される。案内羽根３によりバッフル板
２の内側に導入される流体は動圧を保持しているが、内
径側に設置されている旋回防止ブロック４で旋回を止め
られると動圧が静圧に変わることにより、バッフル板２
の内側は外側に比べて高い圧力を確実に保持することが
できる。このため、バッフル板２内側の内径側ではバッ
フル板２の内側から外側に向かう流れを生じて外側から
大きなスワールを持つ蒸気がラビリンスシールへ侵入す
ることがなくなる。図２はこのスワール防止装置の近傍
における蒸気の流れを示しており、案内羽根３によりバ
ッフル板２の内側に取込まれたスワールを持った蒸気は
旋回防止ブロック４でスワールを消されることにより、
バッフル板２内側の圧力ｐC が外側の圧力ｐD に比べて
大きくなり、内側から外側へ向かう安定した流れＭが形
成されてラビリンスシールにスワールを持つ蒸気が流入
するのが防止される。 【０００７】従来の蒸気タービンにおいては、設計上の
制約などでバッフル板の外径が十分に大きく確保できな
いような場合には、ディスクのポンピング作用でスワー
ル防止効果が小さくなること、旋回防止ブロックのスワ
ールに対する後流側に負圧渦が発生することなどによ
り、バッフル板内側の圧力が外側の圧力に比べて低い場
合が生じる。このような場合にはバッフル板外側の大き
なスワールを持つ蒸気がバッフル板の内側に流入してス
ワール防止装置が十分に機能しないことがあるが、本蒸
気タービンにおいてはバッフル板２内側の外周部に蒸気
のスワール方向とマッチングした案内羽根３が設けられ
ており、設計上の制約などでバッフル板２の外径を十分
に大きく確保できないような場合でも、スワールを持つ
蒸気がラビリンスシールに達することが確実に抑止され
て蒸気タービンにおける不安定な振動の発生が確実に防
止される。 【０００８】 【発明の効果】本発明に係る流体機械のスワール防止装
置は前記のように構成されており、バッフル板の内周側
にバッフル板の内側から外側に向かう流れが生じ、設計
上の制約などでバッフル板の外径が十分に大きく確保で
きないような場合でも、バッフル板外側の大きなスワー
ルを持つ流体がラビリンスシールに侵入しなくなるの
で、ラビリンスシールにおける不安定な振動の発生が確
実に防止される。
に適用される流体機械のスワール防止装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】図３および図４は従来の蒸気タービンの
説明図である。図において、車室１５に固定されている
仕切板１６にノズル１６ａが組込まれており、ノズル１
６ａを通過した蒸気が動翼１９を通過する際のスラスト
力によりロータ軸１１を回転させる。このとき、一部の
蒸気はディスク１１ａと仕切板１６との間からパッキン
ハウジング１７に挿入されているパッキン環１８とロー
タ軸１１との間に形成されているラビリンスシールを通
過して流出する。この流出する蒸気はノズル１６ａを通
過する際にロータ軸１１の回転速度よりも大きな周方向
の速度を与えられており、蒸気がこのモーメンタムを保
持してパッキン環１８とロータ軸１１との間に形成され
るラビリンスシールに流入することによりラビリンスシ
ールの励振力が発生する。このラビリンスシールの励振
力の原因となる蒸気の周方向の速度を減少させるため、
バッフル板１２と旋回防止ブロック１４とから成るスワ
ール防止装置がパッキンハウジング１７のディスク１１
ａ側に固定して設置されている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の蒸
気タービンにおいては、設計上の制約などでバッフル板
１２の外径が十分に大きく確保できないような場合に
は、ディスク１１ａのポンピング作用でスワール防止効
果が小さくなること、旋回防止ブロック１４のスワール
に対する後流側に負圧渦が発生することなどにより、バ
ッフル板１２内側の圧力ｐA が外側の圧力ｐB に比べて
低い場合が生じる。図４はこのスワール防止装置の近傍
における蒸気の流れを示しており、このような場合には
バッフル板１２外側の大きなスワールを持つ蒸気Ｌがバ
ッフル板１２の内側に流入してスワール防止装置が十分
に機能しないことがある。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明に係る流体機械の
スワール防止装置は上記課題の解決を目的にしており、
ロータ軸と車室との間の隙間に設けられたラビリンスシ
ールのディスク側に旋回防止ブロックを介して環状のバ
ッフル板を取付けて形成される流体機械のスワール防止
装置における上記バッフル板の内側外周近傍に案内羽根
が流体のスワール方向に沿って装着されている。この案
内羽根によりバッフル板の外側から内側へ流体が導入さ
れる。この流体は動圧を保持しており、内周側に設置さ
れたスワール防止ブロックで旋回を止められると動圧が
静圧に変わることによってバッフル板の内側は外側に比
べて高い圧力を確実に保持する。これにより、バッフル
板の内周側にバッフル板の内側から外側に向かう流れが
生じ、設計上の制約などでバッフル板の外径が十分に大
きく確保できないような場合でも、バッフル板外側の大
きなスワールを持つ流体がラビリンスシールに侵入しな
くなる。 【０００５】 【発明の実施の形態】図１および図２は本発明の実施の
一形態に係る蒸気タービンの説明図である。図におい
て、本実施の形態に係る蒸気タービンは図１に示すよう
に車室５に固定されている仕切板６にノズルが組込まれ
ており、ノズルを通過した蒸気が動翼を通過する際のス
ラスト力によりロータ軸１を回転させる。このとき、一
部の蒸気はディスク１ａと仕切板６との間からパッキン
ハウジング７に挿入されているパッキン環８とロータ軸
１との間に形成されているラビリンスシールを通過して
流出する。この流出する蒸気はノズルを通過する際にロ
ータ軸１の回転速度よりも大きな周方向の速度を与えら
れており、蒸気がこのモーメンタムを保持してパッキン
環８とロータ軸１との間に形成されるラビリンスシール
に流入することによりラビリンスシールの励振力が発生
する。このラビリンスシールの励振力の原因となる蒸気
の周方向の速度を減少させるため、スワール防止装置が
パッキンハウジング７のディスク１ａ側に固定して設置
されており、軸端のラビリンスシールから外部へ流出す
る蒸気のスワールを減少させて蒸気タービンにおける低
周波振動の発生を防止するようになっている。このスワ
ール防止装置はバッフル板２、案内羽根３、旋回防止ブ
ロック４などからなり、バッフル板２は環状をなしてパ
ッキンハウジング７のディスク１ａ側に旋回防止ブロッ
ク４を介して固定されている。バッフル板２内側の旋回
防止ブロック４よりも外周側には作動流体のスワールと
同じ方向に案内羽根３が放射状に設けられている。 【０００６】案内羽根３により流体がバッフル板２の外
側から内側へ導入される。案内羽根３によりバッフル板
２の内側に導入される流体は動圧を保持しているが、内
径側に設置されている旋回防止ブロック４で旋回を止め
られると動圧が静圧に変わることにより、バッフル板２
の内側は外側に比べて高い圧力を確実に保持することが
できる。このため、バッフル板２内側の内径側ではバッ
フル板２の内側から外側に向かう流れを生じて外側から
大きなスワールを持つ蒸気がラビリンスシールへ侵入す
ることがなくなる。図２はこのスワール防止装置の近傍
における蒸気の流れを示しており、案内羽根３によりバ
ッフル板２の内側に取込まれたスワールを持った蒸気は
旋回防止ブロック４でスワールを消されることにより、
バッフル板２内側の圧力ｐC が外側の圧力ｐD に比べて
大きくなり、内側から外側へ向かう安定した流れＭが形
成されてラビリンスシールにスワールを持つ蒸気が流入
するのが防止される。 【０００７】従来の蒸気タービンにおいては、設計上の
制約などでバッフル板の外径が十分に大きく確保できな
いような場合には、ディスクのポンピング作用でスワー
ル防止効果が小さくなること、旋回防止ブロックのスワ
ールに対する後流側に負圧渦が発生することなどによ
り、バッフル板内側の圧力が外側の圧力に比べて低い場
合が生じる。このような場合にはバッフル板外側の大き
なスワールを持つ蒸気がバッフル板の内側に流入してス
ワール防止装置が十分に機能しないことがあるが、本蒸
気タービンにおいてはバッフル板２内側の外周部に蒸気
のスワール方向とマッチングした案内羽根３が設けられ
ており、設計上の制約などでバッフル板２の外径を十分
に大きく確保できないような場合でも、スワールを持つ
蒸気がラビリンスシールに達することが確実に抑止され
て蒸気タービンにおける不安定な振動の発生が確実に防
止される。 【０００８】 【発明の効果】本発明に係る流体機械のスワール防止装
置は前記のように構成されており、バッフル板の内周側
にバッフル板の内側から外側に向かう流れが生じ、設計
上の制約などでバッフル板の外径が十分に大きく確保で
きないような場合でも、バッフル板外側の大きなスワー
ルを持つ流体がラビリンスシールに侵入しなくなるの
で、ラビリンスシールにおける不安定な振動の発生が確
実に防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は本発明の実施の一形態に係る蒸気
タービンの断面図，同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＢ
−Ｂ矢視断面図である。 【図２】図２はその作用説明図である。 【図３】図３（ａ）は従来の蒸気タービンの断面図，同
図（ｂ）は同図（ａ）におけるＢ−Ｂ矢視断面図であ
る。 【図４】図４はその作用説明図である。 【符号の説明】 １ ロータ軸 １ａ ディスク ２ バッフル板 ３ 案内羽根 ４ 旋回防止ブロック ５ 車室 ６ 仕切板 ７ パッキンハウジング ８ パッキン環
タービンの断面図，同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＢ
−Ｂ矢視断面図である。 【図２】図２はその作用説明図である。 【図３】図３（ａ）は従来の蒸気タービンの断面図，同
図（ｂ）は同図（ａ）におけるＢ−Ｂ矢視断面図であ
る。 【図４】図４はその作用説明図である。 【符号の説明】 １ ロータ軸 １ａ ディスク ２ バッフル板 ３ 案内羽根 ４ 旋回防止ブロック ５ 車室 ６ 仕切板 ７ パッキンハウジング ８ パッキン環
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F01D 11/02
F01D 9/00
F01D 25/16
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 ロータ軸と車室との間の隙間に設けられ
たラビリンスシールのディスク側に旋回防止ブロックを
介して環状のバッフル板を取付けて形成される流体機械
のスワール防止装置において、上記バッフル板の内側外
周近傍に流体のスワール方向に沿って装着された案内羽
根を備えたことを特徴とする流体機械のスワール防止装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21634296A JP3492101B2 (ja) | 1996-08-16 | 1996-08-16 | 流体機械のスワール防止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21634296A JP3492101B2 (ja) | 1996-08-16 | 1996-08-16 | 流体機械のスワール防止装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1061407A JPH1061407A (ja) | 1998-03-03 |
| JP3492101B2 true JP3492101B2 (ja) | 2004-02-03 |
Family
ID=16687054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21634296A Expired - Fee Related JP3492101B2 (ja) | 1996-08-16 | 1996-08-16 | 流体機械のスワール防止装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3492101B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4696147B2 (ja) | 2008-06-30 | 2011-06-08 | 株式会社日立製作所 | ターボ機械 |
| CN104197025B (zh) * | 2014-08-27 | 2016-04-27 | 上海通用风机股份有限公司 | 一种大型风机的组合密封水冷轴承座 |
-
1996
- 1996-08-16 JP JP21634296A patent/JP3492101B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1061407A (ja) | 1998-03-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20031007 |
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