JPH04187801A - タービンのシール部間隙調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は軸流流体機械に係り、とくにタービンの回転部
と静止部との間隙からの作動流体の漏洩による性能低下
を防止するのに好適なタービンのシール部間隙調整装置
に関する。

〔従来の技術〕

近年、地球の温暖化に関連してタービン性能の向上が益
々重要視されており、種々の性能向上対策が提案されて
いる。該性能向上対策の一つとしてタービン各部に存在
する静止部と回転部との間隙から漏洩する蒸気を減少す
る方法が実施されている。すなわち、蒸気タービンにお
いては、第１３図に示すように、蒸気の持っているエネ
ルギーを速度エネルギーに変換する静翼１と、上記の速
度エネルギーを軸回転に変換する動翼２を軸方向に交互
に設けている。また蒸気の圧力は、上記外ｘ１および動
翼２を通過する度毎に低くなるため、静翼１を固定して
いるダイヤフラム内輪３と、ロータ８の摺動面との間お
よび動翼２の先端と、該動翼２を覆っているダイヤフラ
ム外輪４との摺動面からそれぞれ翼列を通らないで蒸気
の一部が漏洩する。この漏洩した蒸気は、前記静翼１お
よび動翼２による作用とは無関係であり、タービンの性
能を低下させる原因となすものである。

このように、上記の漏洩蒸気はタービンの性能を低下さ
せる大きな要因となるために、一般には第１３図に示す
ように、静翼１を固定するダイヤフラム内輪３と、ロー
タ８の摺動面との間にはラビリンスパツキン５を、また
動翼２の先端とダイヤフラム外輪４の間には、１枚ある
いは複数枚のシールフィン６をそれぞれ設け、該ラビリ
ンスパツキン５および該シールフィン６によって蒸気の
漏洩量を減少させる方法が実施されている。

しかるに、上記の非接触型シール装置においては、ター
ビンのロータ８とシールフィン６の先端部との間隙量を
小さくすればする程漏洩量は減少するが、この間隙量を
余り小さくすると、運転中にシールフィン６の先端部と
タービンのロータ８が接触してタービンのロータ８やシ
ールフィン６の先端部が破損したり、接触によって軸振
動が増加して運転の続行が不可能になったり、あるいは
接触による発熱でタービンのロータ８に曲がりを発生し
たりするなどの問題があった。

このような接触は、タービンの運転状態により間隙量が
変化するためであるが、この変化は、ケーシングの不均
一な熱変形や圧力による変形あるいはロータ８、ディス
ク７、動翼２の回転体と、ダイヤフラム内輪３、ダイヤ
フラム外輪４、静翼ｌ、ケーシング（図示せず）など静
止部との熱膨張の時間差などの種々の要因によって発生
する。

とくにタービンの起動時や負荷変化時あるいは停止時に
集中して発生する。一方定常運転時には、変形量や変化
量はきわめて小さいので、起動停止や負荷変化時のこと
を考慮して間隙を設定すると、長時間にわたる定常運転
時には間隙が大きいために蒸気の漏洩量が増大するとい
う問題があった。

そこで、上記の問題を解決するために、従来例えばフィ
ンセグメントと静止部との間に翻動機楕を設け、該１［
動機構により、運転状態またはシール部の間隙の実測値
に応じて間隙を変化させる可動型シール機構が提案され
ている。

しかるに上記の可動型シール機構は、これを構成するの
に外部配管などが多くなって構成が複雑となり信頼性が
低下するという問題があった。

そこで、上記の問題を解決するために、従来たとえば特
開昭６２−２４８８０４号公報に記載されているように
、タービンの作動流体の圧力差でシールフィンセグメン
トを半径方向に移動可能にしてタービンのシール部の間
隙をｍｕする装置が提案されている。さらに詳述すると
、該装置は、タービン回転部に対向させてシール用のフ
ィンセグメントをタービンの静止部に伸縮自在にベロー
を介して装着し、ベローの内側には、静止部の上流の高
圧蒸気が流入するとともにベローの外側にはフィンセグ
メントの装着部の近傍における上記内側に流入する蒸気
圧より低い圧力の蒸気が流入し、一定負荷以上になると
、両者の差圧による力がベローのばね力より大きくなっ
てベローが伸長し、フィンセグメントがタービンの半径
方向に押出されて回転部との間隙が狭くなるように構成
されている。

また従来たとえば特開昭４８−４２２０４号公報に記載
されているように、シールリング取付部に該シールリン
グを半径方向に付勢する付勢部材と、該シールリングと
ロータとの遊隙増減に応じて該シールリングをロータ中
心へ押し付ける力を増減する圧力室とを設け、入口圧と
出口圧との間に圧力差が存在するときにはロータに対し
てシールリングが自動調心機能を有し、これによりシー
ルリングとロータとの遊隙大と遊隙小が略等しくなる状
態を維持してシールフィンの接触トラブルを防止し、漏
洩損失を最小にするものが提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記前者の従来技術は、タービンの停止時と定常運転時
の静止部と回転部との変位差を解析によって予測するか
実測値によって決定する必要がある。

しかるに、静止部と回転部との変位差はタービンの各段
差によって変化し、運転中の負荷の変化などによって変
化するので変位差を精度良く予測することは非常に困難
であるにのため、一般的には定常運転時の変位差の予測
値に対して余裕をとる方法が実施されている。このため
に、回転部シールフィンとの間隙を限界値まで小さくす
ることができないという問題があった。

また上記後者の従来技術は、一端部がシールフィンの蒸
気室に接続する孔の他端部が２個のフィンの中間位置に
開放している。シールフィンの高さは、通常ロータとフ
ィンとの遊隙の５〜６倍あって周方向にドウナラ状の部
屋を形成している。

そのため、孔よりシールフィンの中間位置に放出された
蒸気は周方向にも流動する。またロータは回転している
ので、該ロータとの摩擦力によって蒸気は周方向に流動
する。このような状態で上記遊隙が小さくなって蒸気の
流出抵抗が増すと、孔出口部の上記２個のフィン中間部
の圧力はなかなか上昇せず、該部分の圧力を高め、上記
蒸気室の圧力を高くするには、孔から相当量の蒸気を放
出する必要があり、これにともなって、孔より上流のシ
ールフィンをバイパスする蒸気が多くなって自動調心に
よる漏洩量の減少効果はほとんど期待できず、むしろ漏
洩量が増えるという問題があった。

また、このように上記後者の従来技術は、運転初期の広
い遊隙から特定負荷において狭い遊隙に移行したのちは
、自動調心によりシールフィン全体が円形のまま遊隙を
一定に保持するように移動するので、遊隙による面積は
常に一定である。この結果、広い方の遊隙よりの漏洩蒸
気の増加率が面積の増加率以上に増大するのを防止する
のみである。

以上の点から、上記後者の従来技術は、ロータとシール
フィンの接触事故の防止には効果があるが、蒸気の漏洩
量を減少させる効果はほとんどない。

本発明の目的は、タービンの間隙を静止部と回転部の定
常変位差に対応して少ない間隙量に調整でき、これによ
ってタービンの内部効率を向上させ、タービンの熱消費
率の減少を可能とするタービンのシール部間隙調整装置
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、タービンの回転
部に対向して配置されたシールフィンを支持するフィン
セグメントをタービン静止部にアクチュエータを介して
装着し、該アクチュエータの高圧側および低圧側に供給
される作動流体の圧力差により該アクチュエータを介し
てフィンセグメントをタービンの半径方向に移動してシ
ールフィンとタービンの回転部との間隙を調整する装置
において、フィンセグメントを円周方向に複数個に分割
し、各フィンセグメントをアクチュエータを介してター
ビンの静止部内に独立して装着させるとともに、タービ
ンの静止部内にシールフィンとタービンの回転部との間
隙があらかじめ設定された値になるように該各フィンセ
グメントを常に外方半径方向に押圧するばねを設け、か
つ各アクチュエータに高圧側と低圧側とを連通ずる連通
孔と、低圧側をタービンの回転部の低圧側に対向してフ
ィンセグメントに開口する低圧側連通孔と、該低圧側連
通孔の開口部にタービンの回転部に対向するように支持
され、シールフィンとタービンの回転部との間隙量の変
化にともなって低圧側の圧力を変化させる圧力調整ノズ
ルとを設け、かつタービンの静止部に高圧側をタービン
の静止部の上流側に連通ずる導入孔を設けたものである
。

また前記各アクチュエータは、簡単な構成にてタービン
の回転部と静止部との変位差に対応してタービンの回転
部とシールフィンとの間隙量をより適切に維持するため
、タービンの静止部内に固定されたシリンダと、該シリ
ンダ内に摺動自在に支持され、該シリンダ内を高圧側と
低圧側とを形成するピストンと、該ピストンに高圧側と
低圧側とを連通ずる連通孔とから構成されたものである
。

また前記各アクチュエータは、タービンの静止部内に摺
動自在に支持されたピストンと、該ピストンの両側面を
支持するとともに高圧側室および低圧側室を形成するベ
ローと、ピストンに高圧側室と低圧側室とを連通ずる連
通孔とを設けたものである。

〔作用〕

前記第１の発明によれば、円周方向に複数個に分割され
た各アクチュエータの外周高圧側には、それぞれ単独に
タービンの静止部上流の高圧蒸気が流入し、内周低圧側
には各フィンセグメントに装着された圧力調整ノズル近
傍における高圧側に流入する蒸気圧よりも低い圧力の蒸
気が圧力調整ノズルおよび低圧側連通孔を介して流入す
る。そのため、高圧側と低圧側との蒸気の差圧により各
アクチュエータが内方半径方向に押される。このとき、
各フィンセグメントには、あらかじめ初期に設定された
間隙量に達するまで該各フィンセグメントおよび各アク
チュエータを外方半径方向に押圧するばねが作用してい
るため、高圧側と低圧側との蒸気の差圧がばねの弾圧力
以下のときには、各フィンセグメントは外方半径方向に
押されてシールフィンとタービンの回転部との間隙量が
広くなっている。

しかるのち、高圧側と低圧側との蒸気差圧がばねの押圧
力以上になったアクチュエータが蒸気差圧とばねの押圧
力との差圧に相当する量だけ内方半径方向に押されてタ
ービンの回転部とシールフィンとの間隙量が狭くなると
同時に圧力調整ノズルの先端部とタービンの回転部との
間隙量も狭くなって該圧力調整ノズルから流出する蒸気
量が減少する。その光め、低圧側連通孔を流れる蒸気量
も減少するので、これによってアクチュエータの低圧側
の蒸気圧が上昇して高圧側蒸気圧との差が小さくなり、
該差圧がばねの押圧力よりも小さくなると、ばねの押圧
力と蒸気の差圧との差に相当する量だけアクチュエータ
が外方半径方向に移動される。

このような動作を本発明においては、分割された各アク
チュエータおよび各シールフィンがそれぞれ独立して行
われるので、各アクチュエータの連通孔および圧力調整
ノズルの径と、ばねの押圧力を適宜設定することにより
、シールフィンの先端部がタービンの回転部に接触する
ことなくタービンの回転部と静止部の変位差に対応して
タービンの回転部とシールフィンとの間隙量を適宜維持
することができる。これに加えて圧力調整ノズルは、従
来のようにタービンの回転部との間隙が広い２個のシー
ルフィン間に蒸気を直接放出するものではなく、回転部
との間隙を小さくするので。

わずかな放出熱量でシリンダ低圧側圧力を変えることが
できる。

また第２の発明によれば、各アクチュエータは、タービ
ンの静止部内に固定されたシリンダと、該シリンダ内に
摺動自在に支持され、該シリンダ内を高圧側と低圧側と
を形成するピストンと、該ピストンに高圧側と低圧側と
を連通ずる連通孔とから構成されているので低圧側に接
続する圧力ＴＩ４整ノズルとの併用により簡単な構成に
て、タービンの回転部と静止部との変位に対応してター
ビンの回転部とシールフィンとの間隙量をより適切に維
持することができる。

また第３の発明によれば、各アクチュエータは。

タービンの静止部内に摺動自在に支持されたピストンと
、該ピストンの両側で支持するベローとから構成されて
いるので、前記第２の発明と同一の効果を得ることがで
きる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を示す第１図乃至第１０図につ
いて説明する。

第１図および第２図に示すように、周方向にそれぞれ回
転する複数個の動翼２はその先端部をリング状をしたシ
ュラウド９に接続している。静止部４には動翼２の先端
外周部と対向する位置に導入孔１７と該導入孔１７に接
続する上方の取付溝１４と、該上方取付溝１４に溝４ａ
を介して接続する下方の取付溝１０と、該取付溝１０を
下面に開口する溝４ｂとを１対して円周方向に複数対設
けている。また上記導入孔１７は一端部を静止部４の上
流側（高圧側）に開口する絞り部１７ａを有し、他の一
端は静止部４の下流側面の圧力調整バルブ１８に連通し
、他のもう一端はシリンダ１２ｃの高圧側１６に開口し
ている。上記溝４ｂ内にはフィンセグメント１１の軸部
１１ａが半径方向に摺動自在に嵌挿している。該フィン
セグメント１１は、軸部１１ａの両端部に固定された２
個のフランジｌｌｂ、ｌｌｃを設けている。外周側のフ
ランジｌｌｂは、静止部４の内方の取付溝１０内に嵌挿
するとともに下端面と内方の取付溝１０内底面との間に
ばね２４を介挿している。該ばね２４は後述のシールフ
ィン６とシュラウド９との間隙をあらかじめ設定された
値になるようにフィンセグメント１１を外方半径方向に
押圧している。上記内周側のフランジ１１ｃは下端面に
動翼２の先端部に向って複数個のシールフィン６を固定
し、かつ動翼２の下流側（低圧側）先端部に向って圧力
調整ノズル２３を固定している。またフィンセグメント
１１は、一端部を外周側フランジ１１ｂの上面中心部に
開口し、他端部を圧力調整ノズル２３に接続する低圧側
導通孔２２を設けている。さらにフィンセグメント１１
の外周側フランジｌｌｂの上面中心部にアクチュエータ
１２を固定している。該アクチュエータ１２は、軸部１
２ａと、該軸部１２ａの上端部に固定されたフランジ部
１２ｂと、該軸部１２ａの下端部に固定されたシリンダ
１２ｃと、該シリンダ１２ｃ内を摺動自在に嵌挿するピ
ストン１３とから構成されている。

上記軸部１２ａは静止部４の溝４ａ内に嵌挿し上端のフ
ランジ部１２ｂと下端のシリンダ１２ｃとともに中心部
に貫通する連通孔１５を形成している。シリンダ１２ｃ
は静止部４の大径の取付溝１４内に嵌挿しフランジ部１
２ｂとの間で上下方向を静止部４内に固定されている。

ピストン１３はシリンダ１２ｃ内に外周の高圧側１６と
内周の低圧側１９を形成するとともに高圧側１６と低圧
側１９とを、連通する連通孔２０を形成している。

またピストン１３は一端部を低圧側１９に開口し、他端
部をフィンセグメント１１の低圧側連通孔２２に接続す
る連通孔２１を形成している。

つぎに動作について説明する。

静止部４の上流側の圧力Ｐ。の高圧蒸気が導入孔１７、
取付溝１４、連通孔１５を通ってシリンダ１２ｃ内の高
圧側１６に流入したのち、ピストン１３の連通孔２ｏを
通ってシリンダ１２ｃ内の低圧側１９に流入し、連通孔
２１．２２を通って圧力調整ノズル２３からシュラウド
９の下流側外周面に流出される。このときのシリンダ１
２ｃ内の高圧側１６の圧力Ｐ工と低圧側１９の圧力Ｐ２
との差圧によりピストン１３が内方半径方向に移動し、
フィンセグメント１１を介してシールフィン６の先端部
がシュラウド９の外周面に向って半径方向に移動する。

このときのフィンセグメント１１を内径半径方向に移動
するのに要する力をＦとすると。

Ｆ＝Ｎａ（Ｐｌ−Ａ１−Ｐ、−Ａ、）＋Ｐ、−Ａ、＋Ｐ
４−Ａ４−Ｐｍ−Ａ。

−Ｎｋ（（ε十ｔＯ）Ｋ）±Ｗ の関係が成立する。ここで、 Ｐ□・・・シリンダ１２ｃ内高圧側１６の圧力Ｐ２・・
・シリンダ１２ｃ内低圧側１９の圧力Ｐ３・・・動翼２
の下流側先端部の圧力Ｐ４・・・動翼２の上流側先端部
の圧力ＰＩｌ・・・フィンセグメント１１とシュラウド
９との間の平均圧力 Ａ工・・・高圧側１６の面積 Ａ２・・・低圧側１９の面積 Ａ、・・・フィンセグメント１１の下流側外周の面積Ａ
４・・・フィンセグメント１１の上流側外周の面積ＡＳ
・・・フィンセグメント１１の内周全面積ε　・・・フ
ィンセグメント１１の半径方向移動量ε。・・・ばね２
４の通常変形量 Ｋ・・・ばね２４のばね定数 Ｗ・・・フィンセグメント１１の１個当りの重量Ｎａ・
・・フィンセグメント１１の１個に取付けられたアクチ
ュエータの数（第３図および第４図参照）Ｎｋ・・・フ
ィンセグメント１１の１個を支持しているばね２４の数 である。また Ａ、＝ｂ３ｘＱ、（第３図および第４図参照）Ａ４＝ｂ
４×Ｑ２　（同　　　　　上　　　　　）Ａ、：ｂＸＱ
ｌ　（同　　　　　上　　　　　）である。さらに平均
圧力Ｐｍはシールフィン６の枚数、形状、シュラウド９
とシールフィン６との間隙、シュラウド９の外周面形状
などの形状およびシール部の上流側、下流側の圧力によ
って決定される値である。

つぎにシリンダ１２内のピストン１３を作動させる高圧
側１６の圧力Ｐ１、低圧側１９の圧力Ｐ２の変化につい
て第５図の流れの系統を示すブロック図および第６図の
静止部上流側の圧力と、シリンダ内高圧側の圧力および
動翼出口側の圧力との関係を示す図により説明する。

第６図に示すように、静止部４の上流側の圧力Ｐ０の上
昇にともなってシリンダ１２内の高圧側圧力Ｐ１と動翼
２の出口側圧力Ｐ３は上昇し、かつ静止部４の上流側圧
力Ｐ、が動翼２の出口側圧力Ｐ３より上昇値が大きい。

この結果、主蒸気量の増加とともに静止部４の上流側圧
力Ｐ０と動ｘ２の出口側圧力Ｐ３の圧力差は大きくなる
。この圧力差がアクチュエータ１２を作動させるために
十分な値になったとき、圧力調整バルブ１８が作動し、
以降の主蒸気量においては、シリンダ１２ｃ内の高圧側
１６圧力Ｐ１と動翼２の出口側圧力Ｐ。

との圧力差Ｐ１１が一定に保持される。ここで、導入孔
１７の静止部４の上流側の絞り部１７ａの面積とピスト
ン１３に穿設された連通孔２０の面積は同等にあり、圧
力調整バルブ１８かられずかな蒸気をバイパスすること
により圧力差ＰＬ、を一定にすることができる。

一方、シリンダ１２ｃ内の流れにおいては、ピストン１
３に穿設された連通孔２０の流路面積Ａ□（π／４・Ｄ
ｉ２）がフィンセグメント１１に埋込まれた圧力調整ノ
ズル２３の先端とシュラウド９の外周面とで形成される
流出部面積ＡＸ（π・ｄ２・δ高π／４・ｄＸ）より小
さいときは、シリンダ１２ｃ内低圧側１９の圧力Ｐ２と
動翼２の出口側先端部圧力Ｐ、との圧力差は小さくなっ
て、シリンダ１２ｃ内高圧側１６と低圧側１９との圧力
差Ｐ、２は近似的に（Ｐニール　ａ　）と大きくなる。

そのため圧力調整ノズル２３の先端とシュラウド９の外
周面とで形成される流出部面積Ａ２は小さくなり、接触
直前になると、圧力調整ノズル２３の先端より蒸気が流
れなくなり、これにともなフて低圧側１９の圧力Ｐ２が
上昇して遂には近似的にＰ１＝Ｐ２となるので、高圧側
１６と低圧側１９との圧力差Ｐ１□はＰ工２＃０となる
。第７図は、上記圧力差Ｐ１□と流出部面積Ａ、／連通
孔２０の流路面積Ａ２との関係を示した１例である。し
たがって上記Ａ　ｚ　／　Ａ　ｚ　＝　１となるように
圧力調整ノズル２３の先端とシュラウド９の外周面との
間隙δ、圧力調整ノズル２３の径ｄ２、ピストン１３の
連通孔２０の径ｄ８をあらかじめ設定することにより、
上記（ｐｔ　　ｐｉ）は間隙δの変化に対応して比較的
直線的に制御することができる。また通常時Ａ２／Ａ１
を５以上としておけば、フィンセグメント１１の移動初
期に上記圧力差Ｐ１□を急激に小さくすることなく、静
止部４の上流側蒸気の流量増加に対応してフィンセグメ
ント１１を内方半径方向に移動制御することができる。

前記式（１）についてさらに詳細に説明する。

通常時、フィンセグメント１１には、ばね２４の通常変
形量ε。による弾性力がタービンの外方半径方向に付勢
力として作用しているから、アクチュエータ１２による
力がこれに打勝たねばＦ〈０となりフィンセグメントは
移動しない。タービンの主蒸気流量が定格流量の１０％
程度までは静翼入口圧力Ｐ。と動翼出口先端部圧力Ｐ、
の圧力差が小さく、常にＦ＜Ｏとなるフィンセグメント
１１は元の状態を保ち続ける。第８図はフィンセグメン
ト１１のこの状態を示したものであり、圧力調整ノズル
２３の先端（＃フィン６の先端）とシュラウド９の外周
面との間隙はδ、と広くなっている。

主蒸気流量が１０％を越えるときは、アクチュエータ１
２による力がフィンセグメント１１をεだけ移動するた
めのばね２４による力より大きくなり、フィンセグメン
ト１１はタービンの半径方向内側へ押し出され、シール
フィン６とシュラウド９との間隙δは狭くなる。間隙δ
が狭くなると第７図のＡ２／Ａ１が小さくなり、アクチ
ュエータ高圧側１６と低圧側１９の圧力差が小さくなり
、静翼入口圧力Ｐ０と動翼出口圧力Ｐ３の圧力差が大き
くなっても上記間隙δは設計間隙δＮ近傍でほとんど変
化しなくＦ＝０の状態を保持する。第９図はフィンセグ
メントのこの状態を示したものである。

タービンの主蒸気流量がさらに多くなると静翼入口圧力
Ｐ。と動翼出口圧力Ｐ３の圧力差は大きくなるが、圧力
調整バルブ１８が作動しアクチュエータ高圧側１６内の
圧力Ｐ１と動翼出口圧力Ｐ３との圧力差は第６図に示し
たように一定になるのでこれ以後の主蒸気流量ではフィ
ンセグメント１１は半径方向に移動しなくなる。

このＦ＝Ｏの状態でシールフィン６とシュラウド９との
間隙δが狭くなる方向に変化すると、第７図のＡ２／Ａ
□が小さくなり、圧力差（ｐｔ−ｐ、＞が小さくなるの
でＦ＜Ｏとなりフィンセグメント１１を半径方向外側へ
押しもどす。反対に上記間隙δが広くなる方向に変化す
ると、Ａ２／Ａ１が大きくなり、圧力差（Ｐニート２）
が大きくなるのでＦ＞Ｏとなりフィンセグメント１１を
半径方向内側へ押しもどす。

かくして、本発明によれば、タービンの一定負荷以上の
運転中にはシールフィン６の先端とシュラウド９の外周
との間隙が変化しても１元の間隙にもどそうとする自己
調整機能を有しているので、定常運転における間隙の設
計値を従来例よりさらに小さくしてもシールフィン６の
先端とシュラウド９との接触を回避することができる。

第１０図はシールフィン６の先端とシュラウド外周との
間隙の変化を従来例と比較して線図で示した。従来例に
おけるシールフィン６の先端とシュラウド９との組立時
の間隙δ。は一定の主蒸気流量以上では蒸気量に応じて
徐々に狭くなり、その後一定に保たれる（同図Ｘ）。本
発明によれば、組立時に設定された上記間隙δ。は従来
例と同様一定の主蒸気流量以上では蒸気量に応じて徐々
に狭くなり、定常変位差（静止部と回転部との半径方向
変位の差、同図２）よりわずかに大きな値に保たれる（
同図ｙ）。これより、定格流量でのシールフィン６の先
端とシュラウド９との間隙は従来例が６２、本発明が６
１とした場合δ１くδ２となり、さらに部分負荷時には
さらにその差が大きくなる。したがって１本発明によれ
ば従来例に比較してタービン運転中の上記間隙からの漏
洩蒸気量を少なくできタービン性能の向上を図ることが
できる。

つぎに本発明によるシール部間隙調整装置の他の一実施
例を示す第１１図により説明する。

第１１図に示すように、静止部４の下方の取付溝１０内
には、ピストン１３がタービンの半径方向に摺動自在に
嵌挿し、該ピストン１３を支持するため、外周面および
内周面にそれぞれベロー２５．２６の一端部が固定され
ている。ベロー２５はその他端部がフランジ２７に固定
され、ベロー２６はその他端部がフランジ２８に固定さ
れそれぞれ取付溝１０内に高圧側室１６と低圧側室１９
を形成している。フランジ２７は軸部２７ａと、該軸部
２７ａの両端部の２個のフランジ２７ｂ。

２７ｃとにより構成され、軸部２７ａを溝４ａに嵌挿し
、２個のフランジ２７ｂ、２７ｃの対向面を取付溝１０
の内周面と取付溝１ｏの外周面に対接して静止部４に固
定されている。フランジ２８はその外周面を取付溝１０
に固定され取付溝１０内を２個の室１０ａ、１０ｂに分
割している。また上記ピストン１３は一端部を低圧側室
１９に開口し、他端部を後述の低圧側導通孔２２に連通
する導通孔２１を形成し、かつ高圧側室１６と低圧側室
１９とを連通ずるための導通孔２０を形成している。フ
ィンセグメント１１は前記第１図および第２図に示す実
施例と同一構成をしている。

したがって本実施例においても前記第１図および第２図
に示す実施例と同一効果を奏することができる。

つぎに前記第１図および第２図に示すシール部間隙調整
装置を第１３図に示すダイヤフラム内輪３に実施した場
合を示す第１２図について説明する。

第１２図に示すようにダイヤフラム内輪３の内周部にタ
ービンのロータ８に対向するように第１図および第２図
に示すシール部間隙調整装置が支持されている。

したがって、シール部間隙調整装置によりダイヤフラム
内輪３とタービンのロータ５との間隙から蒸気が漏洩す
るのを減少することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、タービンのシール部の間隙をロータに
接触することなく静止部と回転部の定常変位差に対応し
て狭い間隙に調整できるので、蒸気の漏洩を減少しター
ビンの内部効率の向上をはかることができ、これによっ
てタービンの熱消費率を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるシール部間隙調整装置の一実施
例を示す縦断面図、第２図は第１図に示すタービンの動
翼部分の横断面図、第３図および第４図はフィンセグメ
ントの各部の大きさを説明するための説明図、第５図は
蒸気の流れを示すブロック図、第６図は静止部の上流側
蒸気圧力、シリンダ内の高圧側蒸気圧力、および圧力調
整ノズルの圧力の変化線図、第７図はシリンダ内の高圧
側と低圧側の圧力差と面積比の関係を示す図、第８図は
アクチュエータが内方半径方向に働く力がバネの弾性力
より小さい場合のシール部間隙調整装置の状態を示す説
明図、第９図はアクチュエータが内方半径方向に働く力
がバネの弾性力より大きい場合のシール部間隙調整装置
の状態を示す説明図、第１０図はシールフィンの先端と
シュラウド外周との間隙の変化についての従来例と本発
明との比較図、第１１図は本発明によるシール部間隙調
整装置の他の一実施例を示す縦断面図、第１２図は第１
図および第２図に示す実施例をダイヤフラム内輪に実施
した場合を示す縦断面図、第１３図は従来のタービンの
段落を示す縦断面図である。 ２・・・動翼、３・・・ダイヤフラム内輪、４・・・静
止部またはダイヤフラム外輪、６・・・シールフィン、
９・・・シュラウド、１０・・・取付溝、１１・・・フ
ィンセグメント、１２・・・アクチュエータ、１３・・
・ピストン、１６・・・シリンダ内の高圧側、１９・・
・シリンダ内の低圧側、２０・・・連通孔、２３・・・
正方調整ノズル、２４・・・ばね、２５，２６・・・ベ
ロー。 第１図 第２図 ８：　　Ｕ　　−５２３１７１鍋１にεノ刈７第３図 第４図 第５図 ９１”／ユラウレ ］コニ　フィ〉ｔグメ〉ト ］２Ｃ：′Ｊリンク゛′ ］３；ピストン ２３；瓜ｆＩ初気整ｌス゛ノシ 第６図 ’Ｌ　Ｈ−Ｆｔ　ｔｈ！　（に） 第７図 Ａ２／Ａ。 第８図 第９図 ２　：　！７１’ｉ　　　　　　　　　　　１５．グ≧
（）、２コ、２２ダＫ　亙）５−ル４：＊＊−ｎ　　　
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＋哀゛わ］２°了り＋：Ｌ−ｒ−−り ］３　ヒ゛ストン 第１０図 主燕猶流ｔ（ン） 第１１図 ２勤賀 ４゛知ｔヤ　２４．１コ゛ね ］０”ｆ！ロー虞　　　　　２５，２６’へパロー］１
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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、タービンの回転部に対向して配置されたシールフィ
   ンを支持するフィンセグメントをタービン静止部にアク
   チュエータを介して装着し、該アクチュエータの高圧側
   および低圧側に供給される作動流体の圧力差により該ア
   クチュエータを介してフィンセグメントをタービンの半
   径方向に移動してシールフィンとタービンの回転部との
   間隙を調整する装置において、フィンセグメントを円周
   方向に複数個に分割し、各フィンセグメントをアクチュ
   エータを介してタービンの静止部内に独立して装着させ
   るとともに、タービンの静止部内にシールフィンとター
   ビンの回転部との間隙があらかじめ設定された値になる
   ようにセグメントを常に外方半径方向に押圧するばねを
   設け、かつ各アクチュエータに高圧側と低圧側とを連通
   する連通孔と、低圧側をタービンの回転部の低圧側に対
   向してフィンセグメントに開口する低圧側連通孔と、該
   低圧側連通孔の開口部にタービンの回転部に対向するよ
   うに支持され、シールフィンとタービンの回転部との間
   隙量の変化にともなって低圧側の圧力を変化させる圧力
   調整ノズルとを設け、かつタービンの静止部に高圧側を
   タービンの静止部の上流側に連通する導入孔を設けたこ
   とを特徴とするタービンのシール部間隙調整装置。 ２、前記各アクチュエータは、タービンの静止部内に固
   定されたシリンダと、該シリンダ内に摺動自在に支持さ
   れ、該シリンダ内に高圧側と低圧側とを形成するピスト
   ンと、該ピストンに高圧側と低圧側とを連通する連通孔
   とから構成されたことを特徴とする請求項１記載のター
   ビンのシール部間隙調整装置。 ３、前記各アクチュエータは、タービンの静止部内に摺
   動自在に支持されたピストンと、該ピストンの両側面を
   支持するとともに高圧側室および低圧側室を形成するベ
   ローとピストンに高圧側室と低圧側室とを連通する連通
   孔とから構成されたことを特徴とする請求項１記載のタ
   ービンのシール部間隙調整装置。