JPH04259604A - ハニカム形シール装置及び水分排水装置 - Google Patents
ハニカム形シール装置及び水分排水装置Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
れるハニカム形ラビリンスシールに関し、特に、ハニカ
ム形シール装置のための水分の排水に関するものである
。
されるハニカム形ラビリンスシールは米国特許第4,4
16,457号明細書に記載されている。この米国特許
の第1図及び第2図は本明細書において先行技術の説明
のため図1及び図2として掲示されている。
の動翼1の先端がハニカム形ラビリンスシール(シール
装置)3の近くに配置されている。該ラビリンスシール
3は、内筒即ち内側の筒体もしくは羽根輪5に形成され
た円周方向の溝4に嵌入している。ラビリンスシール3
は、複数の弓形セグメントとして形成されており、各セ
グメントは、基板部7と、該基板部7から半径方向内方
に延びる複数列のハニカムセル9とを含んでおり、各セ
ル9が動翼1の近くに開口するようになっている。また
、複数の通路もしくは溝11が、各セル9が少なくとも
1つの該溝に結合されるように、基板部7に配置されて
いる。
、動翼の先端に配置された時に、該動翼から遠心力によ
り放出される液滴のための収集装置として機能すると共
に、溝11から、円周方向に隣接するラビリンスシール
のセグメント間の隙間13への排水を許容するシール装
置となる。しかる後、この排水は排水路に向かって移動
する。動翼の通路内に液体が再同伴されると、再同伴に
起因して動翼先端の侵食の可能性が増すので、その可能
性を可及的に減じるべく、液体の再同伴を可能な限り抑
えるために、液体の排水が重要である。しかし、排水の
流れは、動翼通路の流れの場の条件に基づく軸方向の圧
力勾配のために矢印で最も良く示すように、実質的に下
流方向である。
な限り多くの特徴をもつように設計されている。蒸気流
にさらされる全タービン部分は水分の収集及び除去に対
して影響を有している。例えば、1つの特徴は、1つの
静翼列と次の隣接する動翼列との間の軸方向の間隔を大
きくすることである。
の余地がある。例えば、ハニカム形シール装置に溜まり
やがて最終列のハニカムセルから出る水は、羽根通路内
に滴下して戻るかも知れず、これは、集められた水のか
なりの部分が再び捕捉されるようになることを意味して
いる。
るように同ハニカム形シール装置の長さを下流側におい
て短くすることが考えられたが、そのようにすると、動
翼の加圧側及び吸込側間の圧力差のために効率がかなり
低下する結果になる。
−OC列の静翼と、L−1R列の動翼と、L−1C列の
静翼とを示している。水分を集めようとする先行技術の
試みは、水分をL−1R列の動翼の後縁から飛ばして水
分排水空所2内に妨害を受けることなく流入させる方法
に焦点が当てられていた。しかし、これ等の試みは、排
水路が幾分渦巻き状の複雑な形状であるために、完全に
成功であったとは言えなかった。
協働するように関連したハニカム形シール装置からの水
分除去を向上させることである。
置に集められた水分の再随伴を防止して、封止されてい
る動翼の特性に影響を与えることなく下流での侵食を軽
減することである。
形シール装置により水分が集められるように最も直接的
な排水路を提供することである。
筒体を有する蒸気タービンの動翼の列と協働するよう連
係したハニカム形シール装置であって、関連の水分排水
路を有する前記筒体の取付部に固着される受け板と、該
受け板から半径方向の内側に延びて、それぞれが、前記
動翼の近くで開口する、複数列のハニカムセルとを備え
、各ハニカムセルには、そこに集められた水分を前記筒
体の取付部の前記水分排水路に連絡するために、少なく
とも1つの穴が穿孔されている、ハニカム形シール装置
により達成される。
列とを有する蒸気タービンにおいて使用するための水分
排水装置は、動翼の列を被うように筒体に固着された受
け板と、該受け板から半径方向の内方に延びて、それぞ
れが、前記動翼の列の近くで開口する、複数列のハニカ
ムセルと、少なくとも1つの穴が各ハニカムセルの内側
に位置するよう受け板に形成されて、該ハニカムセルの
方向に延びる複数の穴と、該ハニカムセルによって集め
られた水分を除去するため該穴の方向に延びて該穴に連
通するよう前記筒体に形成された半径方向通路手段とを
備えている。この半径方向通路手段は、ハニカムセルに
よって集められた水分を受けるため動翼にかぶさるよう
に筒体に環状に形成された収集室を有することが好まし
い。
な水分除去に関するこれ等の特徴及び利点並びにその他
の特徴及び利点は、添付図面についての以下の説明から
更に明らかとなろう。
段の動翼と、該ロータを取り囲む筒体に装着された複数
列の静翼とを含むことは周知である。静翼及び動翼は、
動翼の先端が筒体に対してシールされ、一方、静翼がロ
ータに対してシールされるように、交互に配列されてい
る。本発明は、蒸気タービンの動翼と協働するように関
連したハニカム形シール装置に関し、また、このような
シール装置を含む水分排水系もしくは装置に関係してい
る。
であるが、ある1列の翼形状は他の列の翼形状とは異な
っている。
装置20に関して説明する。このシール装置20は、L
−1R列、特にL−1R列の動翼の先端部と協働するよ
うに関連している。しかし、これから説明するハニカム
形シール装置の特徴も、該シール装置を含む水分排水装
置の特徴も、蒸気タービンで使用するのに同様に適した
ハニカム形シール装置ならどんなものにも適用すること
ができる。図4において、動翼22の先端部及び同一列
の他の動翼の先端部は、ハニカム形シール装置20によ
り封止されている。シール装置20は、米国特許第4,
416,457号明細書に記載されたハニカム形シール
装置の基本的構造を有しており、360°の封止を行う
ように動翼列の回りに弧状に配置される複数のセグメン
トから構成するのが好ましい。
側に示されている。静翼26は、動翼22の上流側にあ
り、静翼24は下流側にある。各静翼は、それぞれ外側
リングセグメント28、30によって蒸気タービンの内
側筒体即ち内筒32に装着されている。該外側リングセ
グメントは“かしめ”のような周知の技術を用いて内筒
32に取着される。上述のように組み立てた時、外側リ
ングセグメントは、後からの説明の便宜上、内筒の一部
と考えることができる。
固着されている。図示の実施例では、該筒体の取付部は
、実際には、外側リングセグメント30の延長フランジ
36である。しかし、外形輪郭が異なれば、取付部は実
際には内筒32の一部であってもよく、従って、外側リ
ングセグメントは便宜上内筒の一部であると言う。
おける各受け板)は複数列のハニカムセル38を支持し
ている。該セル38は、動翼22の先端部近くで開口す
るように受け板34から半径方向の内方に延びている。 受け板34には複数の穴(連絡手段)40が穿孔されて
いる。ハニカムセルに集められた水分を筒体の取付部の
水分排水路(後から説明する)に連絡するために、各ハ
ニカムセル毎に少なくとも1つの穴が存在することが好
ましい。穴40の正確な数及び寸法は、ハニカムセルに
よって集められると予測される水分の量に基づいて選択
することができる。
具のような適当な手段により、外側リングセグメント3
0のフランジ36に固着されている。ハニカムセルは、
ろう付けを含む典型的な仕方で受け板に結合されている
。穴40はハニカムセルの方向に延びているので、ハニ
カムセル及び穴の双方は半径方向に配置され且つ互いに
平行である。
の側面には、半径方向通路手段が配置されている。この
半径方向通路手段は、穴40に連通すると共に同穴40
の方向に延びていて、ハニカムセルに集められた水分を
実質的に半径方向の流路内に除去するようになっている
。半径方向通路手段は、フランジ36のような筒体の取
付部に環状に形成された収集室42を含むと共に、ハニ
カムセル38によって集められた水分を除去すべく穴4
0の方向に延びている。従って、この収集室42は、シ
ール装置のハニカムセル部分の幅に亙って延びる幅を有
すると共に、全ての穴に連通するのに十分な幅を有して
いなければならない。
水分排水路)44が設けられており、該排水穴44は、
内筒32を貫いて筒体の水分排水空所2まで延びている
。従って、図4の実施例においては、排水穴は2つの部
分、即ちフランジ36を貫いて延びる第1の部分と、内
筒32を貫いて延びる第2の部分とを有する。フランジ
が存在せず、従って内筒32及びフランジ32間に空間
46がない実施例の場合には、半径方向排水穴44は内
筒32を貫いて連続的に形成される。
れる水分の量によって決定され、従って、集められると
予測される水分の量を適切に除去するように選択されて
いる。多くの既存のタービンにおいては、排水路48が
上流側の静翼26の後縁部と動翼22の前縁部との間に
設けられている。この排水路48は、図4の構造におい
ては、半径方向部分50と軸方向部分52とを含んでい
る。通常、排水路48によって集められた水分は、空間
46を通過し、水分排水空所2に向かう途中で実質的に
軸方向に流出する。排水路48から軸方向に出るこの水
分の噴流は、翼通路に再び入って外側リングセグメント
28の入口側縁部を侵食させ易い。水分の軸方向噴流は
、妨害されないでいると、半径方向の水分の流れが半径
方向排水穴44を通過する時にこの半径方向の水分の流
れを妨害することになる。従って、本発明の好適な実施
例においては、邪魔板54がろう付けもしくは溶接のよ
うな適当な手段によってフランジ36に接続されている
。この邪魔板54は、蒸気流の方向への流れを防止する
。邪魔板は、耐食材料から製作されていて、図示の位置
に設けられると、内筒と外側リングセグメント30との
間の空間を封止し遮断する。
44の部分が空間46の排水を助けるために予め存在し
ていた場合もある。この場合には、排水穴の直径を大き
くしてハニカム形ラビリンスシールの排水による水量の
増加に対応しなければならない。
を設ける必要がない別の実施例が示されている。この実
施例では、特に、図1の既知の装置に従って受け板34
に溝が形成されている。これ等の溝(連絡手段)40b
は、共通の穴(連絡手段)40aを介して特定の列のハ
ニカムセルのうち1つ以上のものから排水するマニホル
ドとして作用する。特に、図7に示すように、同じ列の
ハニカムセル38a及び38bは、溝40b及び1つの
穴40aを介して排水される。この構造は、穴明け作業
によって形成される穴の数を減少できるので、加工コス
トを下げるのに効果的である。勿論、穴の正確な数は予
測される水量に左右される。しかし、図6及び図7の実
施例から明らかなように、ハニカムセル毎に少なくとも
1つの穴を設ける必要はもはや存在しない。
変形が可能であろうから、本発明の精神及び範囲に入る
これ等の改変及び変形は、本願の特許請求の範囲に含ま
れるものである。
のハニカム形ラビリンスシールの部分断面図。
ている蒸気タービンの一部分を示す側面図。
ル装置を示す蒸気タービンの一部分の側面図。
た部分平面図。
の断面図。
ハニカムセル 38a ハニカムセル 38b ハニカムセル 40 穴(連絡手段) 40a 穴(連絡手段) 40b 溝(連絡手段)
Claims (3)
- 【請求項1】 筒体を有する蒸気タービンの動翼の列
と協働するように連係したハニカム形シール装置であっ
て、関連の水分排水路を有する前記筒体の取付部に固着
される受け板と、該受け板から半径方向の内方に延びて
、それぞれが、前記動翼の近くで開口する、複数列のハ
ニカムセルと、該ハニカムセルに集められた水分を前記
筒体の取付部の前記水分排水路に連絡する連絡手段と、
を備えたハニカム形シール装置。 - 【請求項2】 筒体と動翼の列とを有する蒸気タービ
ンにおいて使用するための水分排水装置であって、関連
の水分排水路を有する前記筒体の取付部に固着された受
け板と、該受け板から半径方向の内方に延びて、それぞ
れが、前記動翼の列の近くで開口する、複数列のハニカ
ムセルと、該ハニカムセルに集められた水分を前記筒体
の取付部の前記水分排水路に連絡するための連絡手段と
、前記ハニカムセルによって集められた水分を除去する
ため前記連絡手段の方向に延びて該連絡手段に連通する
よう前記筒体に形成された半径方向通路手段と、を備え
る水分排水装置。 - 【請求項3】 筒体と、動翼の列とを有する蒸気ター
ビンにおいて使用するための水分排水装置であって、前
記動翼の列にかぶさるように前記筒体に形成された環状
の収集室と、該収集室を被うように前記筒体に固着され
た受け板と、該受け板から半径方向の内方に延びて、そ
れぞれが、前記動翼の列の近くで開口する、複数列のハ
ニカムセルと、少なくとも1つの穴が各ハニカムセルの
内側に形成されて、該ハニカムセルの方向に延びる複数
の穴と、該穴と平行に、前記筒体の水分排水路の底部か
ら前記筒体の収集室まで、半径方向外方に延びるよう前
記筒体に形成された半径方向通路手段と、を備えた水分
排水装置。
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