JP6571257B2 - シール装置及びターボ機械 - Google Patents
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Description
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、回転軸を有する回転体と、前記回転体を内包する静止体と、前記回転体と前記静止体との間に形成された隙間流路に設けられ、前記隙間流路からの漏れ流れを抑制するシール装置とを備え、前記シール装置は、前記回転体及び前記静止体の少なくとも一方に設けられ、前記回転体の軸方向に並列する複数のシールフィンと、前記シールフィンの間に形成されたチャンバに向かって突出するように回転側に設けられ、前記チャンバ内における漏れ流れの前記回転体の回転方向の速度の低減を抑制する少なくとも1つの減速抑制体とを有し、前記シールフィンは、前記回転体から突出するフィンであり、前記減速抑制体は、前記シールフィンから前記回転体の軸方向の漏れ流れ下流側に突出し、そのシールフィンに隣接している下流側のシールフィンから離隔しているリブであり、前記リブは、前記回転体の周方向から見て三角形状であることを特徴とする。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
まず、本発明のターボ機械の第1の実施の形態を適用した蒸気タービンの構成を図1を用いて説明する。
図1は本発明のシール装置及びターボ機械の第1の実施の形態を適用した蒸気タービンの要部構造を示す縦断面図である。図1中、矢印Aは主蒸気の流れを、矢印Rは回転軸3の回転方向を示す。
図2は図1の符号Zで示す本発明のシール装置の第1の実施の形態及びその周囲を拡大した縦断面図、図3は図1に示す本発明のシール装置及びターボ機械の第1の実施の形態を適用した蒸気タービンをIII−III矢視から見た概略横断面図である。図2中、矢印Aは主蒸気の流れを、矢印Bは漏れ流れを、矢印Rは回転軸の回転方向を示す。図3中、矢印Rは回転軸の回転方向を示す。なお、図2及び図3において、図1に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
図4は従来のラビリンスシールのチャンバ内における回転軸が偏心した際の圧力分布を示す説明図である。図4中、矢印Cは回転方向流れを、矢印Eは回転軸3の偏心方向を、矢印Rは回転軸3の回転方向を示す。なお、図4において、図1乃至図3に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
図5は本発明のシール装置の第1の実施の形態及び従来のラビリンスシールにおける漏れ流れの軸方向位置に対する漏れ流れの回転方向速度の関係を示す特性図である。図5中、縦軸は漏れ流れの回転方向速度(漏れ流れの回転方向流れの速度)V、横軸は漏れ流れの最上流に位置するシールフィンから最下流に位置するシールフィンまでの軸方向位置xを示している。図中の破線Hは従来のラビリンスシールの場合、実線Iは本実施の形態のシール装置の場合の特性曲線を示している。
次に、本発明のシール装置及びターボ機械の第1の実施の形態の変形例を図5及び図6を用いて説明する。
図6は本発明のシール装置及びターボ機械の第1の実施の形態の変形例を示す拡大縦断面図である。図6中、矢印Aは主蒸気の流れを、矢印Bは漏れ流れを、矢印Rは回転軸の回転方向を示す。なお、図6において、図1乃至図5に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
次に、本発明のシール装置及びターボ機械の第2の実施の形態を図7を用いて説明する。
図7は本発明のシール装置及びターボ機械の第2の実施の形態を示す拡大縦断面図である。図7中、矢印Aは主蒸気の流れを、矢印Bは漏れ流れを、矢印Rは回転軸の回転方向を示す。なお、図7において、図1乃至図6に示す符号と同符号ものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
次に、本発明のシール装置及びターボ機械の第3の実施の形態を図8を用いて説明する。
図8は本発明のシール装置及びターボ機械の第3の実施の形態を示す拡大縦断面図である。図8中、矢印Aは主蒸気の流れを、矢印Bは漏れ流れを、矢印Rは回転軸の回転方向を示す。なお、図8において、図1乃至図7に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
次に、本発明のシール装置及びターボ機械の第4の実施の形態を図9を用いて説明する。
図9は本発明のシール装置及びターボ機械の第4の実施の形態を示す拡大縦断面図である。図9中、矢印Aは主蒸気の流れを、矢印Bは漏れ流れを、矢印Rは回転軸の回転方向を示す。なお、図9において、図1乃至図8に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
なお、上述した第1乃至第4の実施の形態においては、本シール装置20、20A、20B、20Cを、動翼4とケーシング5との隙間流路G2からの蒸気の漏洩を防ぐチップフィン12として用いる例を示した。しかし、回転軸3の不安定振動に関して、漏れ流れBの回転方向速度Vの減速量に依存した圧力勾配により発生する流体力の方がチャンバ30内の回転軸周方向に不均一な圧力分布Pにより発生する流体力より影響の大きい場合には、ダイヤフラムパッキン11やシャフトパッン13等として本シール装置を適用可能である。
2 静止体
3 回転軸
7 ダイヤフラム外輪(静止体)
9 シュラウド(回転体)
11 ダイヤフラムパッキン(シール装置)
12 チップフィン(シール装置)
13 シャフトパッキン(シール装置)
20、20A、20B、20C、20D シール装置
21、21A、21C シールリング
23、23C 突条部
24、24A、24C シールフィン
25、25A、25B、25C リブ(減速抑制体)
26 板部材(減速抑制体)
30 チャンバ
Claims (8)
- 回転軸を有する回転体と、
前記回転体を内包する静止体と、
前記回転体と前記静止体との間に形成された隙間流路に設けられ、前記隙間流路からの漏れ流れを抑制するシール装置とを備え、
前記シール装置は、
前記回転体及び前記静止体の少なくとも一方に設けられ、前記回転体の軸方向に並列する複数のシールフィンと、
前記シールフィンの間に形成されたチャンバに向かって突出するように回転側に設けられ、前記チャンバ内における漏れ流れの前記回転体の回転方向の速度の低減を抑制する少なくとも1つの減速抑制体とを有し、
前記シールフィンは、前記回転体から突出するフィンであり、
前記減速抑制体は、前記シールフィンから前記回転体の軸方向の漏れ流れ下流側に突出し、そのシールフィンに隣接している下流側のシールフィンから離隔しているリブであり、
前記リブは、前記回転体の周方向から見て三角形状である
ことを特徴とするターボ機械。 - 請求項1に記載のターボ機械において、
前記複数のシールフィンのうち、漏れ流れの最上流に位置する1段目のシールフィンは、他の段のシールフィンよりも高くなるように構成され、
前記1段目のシールフィンに設けられた前記リブは、前記1段目のシールフィンの高さと同じ高さになるように構成された
ことを特徴とするターボ機械。 - 回転軸を有する回転体と、
前記回転体を内包する静止体と、
前記回転体と前記静止体との間に形成された隙間流路に設けられ、前記隙間流路からの漏れ流れを抑制するシール装置とを備え、
前記シール装置は、
前記回転体及び前記静止体の少なくとも一方に設けられ、前記回転体の軸方向に並列する複数のシールフィンと、
前記シールフィンの間に形成されたチャンバに向かって突出するように回転側に設けられ、前記チャンバ内における漏れ流れの前記回転体の回転方向の速度の低減を抑制する少なくとも1つの減速抑制体とを有し、
前記シールフィンは、前記静止体から突出するフィンであり、
前記シール装置は、前記回転体から突出し、前記シールフィンに対向する突条部をさらに備え、
前記減速抑制体は、前記突条部から前記回転体の軸方向の漏れ流れ下流側に突出し、その突条部に隣接している下流側の突条部から離隔しているリブであり、
前記リブは、前記回転体の周方向から見て三角形状である
ことを特徴とするターボ機械。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載のターボ機械において、
前記減速抑制体は、前記複数のシールフィン間に形成された各チャンバのすべてに配置された
ことを特徴とするターボ機械。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載のターボ機械において、
前記減速抑制体は、漏れ流れの最上流に位置する1段目のシールフィンと前記1段目のシールフィンに隣接する2段目のシールフィンの間に形成されたチャンバのみに配置された
ことを特徴とするターボ機械。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載のターボ機械において、
前記減速抑制体は、前記回転軸の周方向に複数配列される
ことを特徴とするターボ機械。 - 回転軸を有する回転体と前記回転体を内包する静止体とを備えるターボ機械の前記回転体と前記静止体との間に形成された隙間流路からの漏れ流れを抑制するシール装置であって、
前記回転体及び前記静止体の少なくとも一方に設けられ、前記回転体の軸方向に並列する複数のシールフィンと、
前記シールフィンの間に形成されたチャンバに向かって突出するように回転側に設けられ、前記チャンバ内における漏れ流れの前記回転体の回転方向の速度の低減を抑制する少なくとも1つの減速抑制体とを備え、
前記シールフィンは、前記回転体から突出するフィンであり、
前記減速抑制体は、前記シールフィンから前記回転体の軸方向の漏れ流れ下流側に突出し、そのシールフィンに隣接している下流側のシールフィンから離隔しているリブであり、
前記リブは、前記回転体の周方向から見て三角形状である
ことを特徴とするシール装置。 - 回転軸を有する回転体と前記回転体を内包する静止体とを備えるターボ機械の前記回転体と前記静止体との間に形成された隙間流路からの漏れ流れを抑制するシール装置であって、
前記回転体及び前記静止体の少なくとも一方に設けられ、前記回転体の軸方向に並列する複数のシールフィンと、
前記シールフィンの間に形成されたチャンバに向かって突出するように回転側に設けられ、前記チャンバ内における漏れ流れの前記回転体の回転方向の速度の低減を抑制する少なくとも1つの減速抑制体とを備え、
前記シールフィンは、前記静止体からに突出するフィンであり、
前記シール装置は、前記回転体から突出し、前記シールフィンに対向する突条部をさらに備え、
前記減速抑制体は、前記突条部から前記回転体の軸方向の漏れ流れ下流側に突出し、その突条部に隣接している下流側の突条部から離隔しているリブであり、
前記リブは、前記回転体の周方向から見て三角形状である
ことを特徴とするシール装置。
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JP2018191150A JP6571257B2 (ja) | 2018-10-09 | 2018-10-09 | シール装置及びターボ機械 |
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