JPH0693803A - Labyrinth packing - Google Patents
Labyrinth packingInfo
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- JPH0693803A JPH0693803A JP24166792A JP24166792A JPH0693803A JP H0693803 A JPH0693803 A JP H0693803A JP 24166792 A JP24166792 A JP 24166792A JP 24166792 A JP24166792 A JP 24166792A JP H0693803 A JPH0693803 A JP H0693803A
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- JP
- Japan
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- turbine
- seal
- packing
- shroud
- steam
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- 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.)
- Pending
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- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は軸流流体機械に係り、特
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
ラビリンスパッキンに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an axial fluid machine, and more particularly to a turbine labyrinth packing suitable for preventing performance deterioration due to leakage of a working fluid from a gap between a rotating part and a stationary part of a turbine. .
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、タービンの性能向上策の一つと
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としてラビリンスパッキ
ンが用いられている。例えば、図5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ッキン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、ラビリンスパッキン
5及びシールフィン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。2. Description of the Related Art In general, a labyrinth packing is used as a method for improving the performance of a turbine as a method of reducing steam leaking from a gap between a stationary part and a rotating part existing in each part of the turbine. For example, as shown in FIG. 5, a labyrinth packing 5 is provided between the diaphragm inner ring 3 that fixes the stationary blade 1 and the sliding surface of the rotor 8, and a space between the tip of the moving blade 2 and the diaphragm outer ring 4. Is a method in which one or a plurality of seal fins 6 are provided, respectively, and the amount of steam leakage is reduced by the labyrinth packing 5 and the seal fins 6.
【0003】しかし、非接触型シール装置では、タービ
ンロータとシールフィンの先端部との間隙量を小さくす
ればするほど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とタービンロータが
接触してタービンロータやシールフィンの先端部が破損
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ロ
ータに曲がりを発生したりするなどの問題があった。However, in the non-contact type seal device, the leakage amount decreases as the gap amount between the turbine rotor and the tip of the seal fin decreases. However, if the gap amount is too small, the seal fin will be in operation. Contact with the turbine rotor to damage the tips of the turbine rotor and seal fins, or the contact may cause the shaft vibration to increase, making it impossible to continue operation, or heat generated by the contact may cause the turbine rotor to bend. There was such a problem.
【0004】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回転
体と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。一方、定常運転時には、変形量や変化量は
極めて小さいので、長時間にわたる定常運転時には間隙
が大きいために漏洩量が増大するという問題があった。Such contact is due to a change in the gap amount depending on the operating state of the turbine. This change is caused by uneven thermal deformation of the casing, deformation due to pressure, or thermal expansion between the rotating body and the stationary portion. It is caused by various factors such as time difference. On the other hand, during steady operation, the amount of deformation or change is extremely small, so there is a problem that the amount of leakage increases due to the large gap during steady operation for a long time.
【0005】そこでこの問題を解決するために、間隙を
無くして常にフィンとタービンロータを接触させても、
フィン及びタービンロータの損傷をほとんど皆無にする
機構として、従来、たとえば文献名AIAA Paper No.9
0−2140(1990)。(論文題目 Evalation Of
Brush Seals For Limited−Life Engines)に記載されて
いるように、シールフィンセグメントが多数の細線でブ
ラシ状に構成され、ブラシがたわみをもった状態でター
ビンロータに接しているブラシシールが提案されてい
る。Therefore, in order to solve this problem, even if the fins and the turbine rotor are always in contact with each other with no gap,
As a mechanism for almost completely eliminating the damage to the fins and the turbine rotor, there has been a conventional method, for example, the literature name AIAA Paper No.
0-2140 (1990). (Paper title Evalation Of
As described in (Brush Seals For Limited-Life Engines), a brush seal is proposed in which the seal fin segment is configured in the shape of a brush with a large number of fine wires, and the brush is in contact with the turbine rotor in a flexed state. There is.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、膨大
な細線でブラシを形成するためにシールフィンセグメン
トの製作が大変であり、大型蒸気タービン等には不向き
であった。In the above-mentioned prior art, it is difficult to manufacture the seal fin segment because the brush is formed by a huge amount of fine wire, and it is not suitable for a large steam turbine or the like.
【0007】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でき、
これによってタービン作動流体の漏洩を減少し、タービ
ン効率を向上するラビリンスパッキンを提供することに
ある。The object of the present invention is to reduce the clearance of the turbine to a small clearance corresponding to the steady displacement difference between the stationary portion and the rotating portion,
The purpose of the present invention is to provide a labyrinth packing that reduces the leakage of turbine working fluid and improves turbine efficiency.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】ラビリンスパッキンは、
タービンロータとケーシングの隙間、タービンロータと
ノズルダイヤフラムの内輪との隙間、ケーシングと動翼
との隙間等のタービン作動流体の漏洩通路に狭部、拡大
部を形成するようにシールフィンが設けられている。こ
のシールフィンを複数の小片に分割し、分割された小片
のシールフィンは、ばね部材でケーシング側に保持され
ており、シールフィンが容易に半径方向外方に変位する
ように構成されている。[Means for Solving the Problems] The labyrinth packing is
Seal fins are provided to form a narrow portion and an enlarged portion in the leakage passage of the turbine working fluid such as a clearance between the turbine rotor and the casing, a clearance between the turbine rotor and the inner ring of the nozzle diaphragm, and a clearance between the casing and the moving blade. There is. The seal fin is divided into a plurality of small pieces, and the divided small piece of the seal fin is held on the casing side by a spring member so that the seal fin is easily displaced radially outward.
【0009】[0009]
【作用】タービンの過渡運転時に、静止時に設定した静
止部と回転部の定常変位差より大きい間隙量の減少があ
った場合には、タービンロータ表面とシールフィンは接
触する。この場合、小片に分割さればね部材でケーシン
グ側に保持されたシールフィンは、タービンロータ表面
との接触面圧を高めることなく外周方向に変形する。In the transient operation of the turbine, when the gap amount is larger than the steady displacement difference between the stationary portion and the rotating portion set at the stationary time, the turbine rotor surface and the seal fin come into contact with each other. In this case, the seal fin divided into small pieces and held on the casing side by the spring member is deformed in the outer peripheral direction without increasing the contact surface pressure with the turbine rotor surface.
【0010】したがって、タービンの過渡運転時に短時
間シールフィンがタービンロータ表面と接触してもター
ビンロータやシールフィン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ロータに曲がり
を発生したりすることはない。Therefore, even if the seal fins contact the surface of the turbine rotor for a short time during the transient operation of the turbine, the tips of the turbine rotor and the seal fins may be damaged, or the shaft vibrations may increase due to the contact and the operation cannot be continued. Or the turbine rotor is not bent due to heat generated by contact.
【0011】本発明によれば定常運転時に静止部と回転
部の間隙を狭くできるのでタービン作動流体の漏洩量を
減少させることができる。According to the present invention, since the gap between the stationary portion and the rotating portion can be narrowed during steady operation, the amount of leakage of the turbine working fluid can be reduced.
【0012】[0012]
【実施例】以下、本発明を蒸気タービンの動翼先端とケ
ーシングとの隙間からの蒸気漏洩防止に用いた一実施例
を図1ないし図4に基づいて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is used for preventing steam leakage from a gap between a blade tip of a steam turbine and a casing will be described with reference to FIGS.
【0013】図1及び図2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。またダイヤフラム外輪
4には動翼2の先端外周部と対向する位置に円弧状のパ
ッキンセグメント10が、例えば、ばね等の伸縮可能な
固定部材13で固定され、このようなパッキンセグメン
ト10は複数個組合わせられ、円環状に構成されてい
る。パッキンセグメント10のシュラウド9に対向する
表面にはシールフィン6がタービンロータの軸線方向に
そって複数個設けられており、シールフィン11の一端
はパッキンセグメント10に固定され、さらにパッキン
セグメント10の内面の円弧状の突起12に接し、他端
は自由端として、シュラウド9の表面に近接するように
設けられている。従って、シールフィン11の自由端と
シュラウド9の表面との隙間で漏洩通路の狭部を構成
し、隣りあうシールフィン11の間が拡大部となり、こ
の狭部、拡大部のくり返しにより蒸気の漏洩を防ぐこと
になる。As shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of rotor blades 2 each rotating in the circumferential direction are connected at their tips to a ring-shaped shroud 9. Further, an arcuate packing segment 10 is fixed to the outer diaphragm 4 at a position facing the tip outer peripheral portion of the moving blade 2, for example, by a stretchable fixing member 13 such as a spring, and a plurality of such packing segments 10 are provided. Combined, they are configured in an annular shape. A plurality of seal fins 6 are provided on the surface of the packing segment 10 facing the shroud 9 along the axial direction of the turbine rotor, one end of the seal fin 11 is fixed to the packing segment 10, and the inner surface of the packing segment 10 is further fixed. It is provided so as to be in contact with the arc-shaped projection 12 of and the other end is a free end so as to be close to the surface of the shroud 9. Therefore, the gap between the free end of the seal fin 11 and the surface of the shroud 9 forms a narrow portion of the leak passage, and the space between the adjacent seal fins 11 becomes an enlarged portion. By repeating this narrow portion and the enlarged portion, leakage of steam occurs. Will be prevented.
【0014】このシールフィン11は、図3に示すよう
に棒状のばね部14に接合された板状の小片からなり、
棒状のばね部14は、図2に示すようにパッキンセグメ
ント10にタービン回転方向であるR方向に傾斜するよ
うに取り付けられている。また、シールフィン11は複
数枚が軸方向に重なりあうように構成されている。As shown in FIG. 3, the seal fin 11 comprises a plate-shaped small piece joined to a bar-shaped spring portion 14,
As shown in FIG. 2, the rod-shaped spring portion 14 is attached to the packing segment 10 so as to be inclined in the R direction which is the turbine rotation direction. In addition, the seal fins 11 are configured such that a plurality of seal fins 11 overlap each other in the axial direction.
【0015】このように構成されたパッキンセグメント
10は、何らかの原因でパッキンフィン11がシュラウ
ド9に接触した場合、棒状のばね部14が撓み、シール
フィン11とシュラウド9との接触を緩和することがで
き、この接触によるシュラウド9の損傷を防止すること
ができる。またシールフィン11の先端に摩耗しやすい
材料を設けておけばさらにこの損傷を防止することがで
きる。In the packing segment 10 thus constructed, when the packing fin 11 comes into contact with the shroud 9 for some reason, the bar-shaped spring portion 14 bends and the contact between the seal fin 11 and the shroud 9 can be alleviated. It is possible to prevent the shroud 9 from being damaged by this contact. Further, if the tip of the seal fin 11 is provided with a material that easily wears, this damage can be further prevented.
【0016】棒状のばね14のパッキンリング10への
固定方法は、植込み,ねじ止め,溶接,かしめなどの一
般の固定方法でよい。The rod-shaped spring 14 may be fixed to the packing ring 10 by a general fixing method such as implantation, screwing, welding or caulking.
【0017】またシールフィン11の板材の材料,形
状,板厚等は、タービンの大きさ,シュラウド9等ロー
タ側使用材料により適宜選択し、ロータ側の材料よりも
軟らかい材料を用いることが好ましい。Further, the material, shape, thickness, etc. of the plate material of the seal fin 11 are appropriately selected according to the size of the turbine, the material used on the rotor side such as the shroud 9, and it is preferable to use a material softer than the material on the rotor side.
【0018】この実施例に示したシールフィンの形状以
外でも、本発明の効果が得られる。例えば、図4に示す
ように薄板をねじって製作してもよく、またばね部14
とシールフィン11を一体あるいは接合して作られたシ
ールフィンを用いてもよい。本発明によれば、従来例に
比較して比較的簡単なラビリンスパッキンの構造でター
ビン運転中の間隙からの漏洩蒸気量を少なくできる。Other than the shape of the seal fin shown in this embodiment, the effect of the present invention can be obtained. For example, as shown in FIG. 4, it may be manufactured by twisting a thin plate.
It is also possible to use a seal fin made by integrally or joining the seal fin 11 and the seal fin 11. According to the present invention, the amount of steam leaked from the gap during turbine operation can be reduced with a relatively simple labyrinth packing structure as compared with the conventional example.
【0019】以上の実施例ではパッキンリング10にシ
ールフィンを接合した場合を説明したが、直接、ダイヤ
フラム外輪にシールフィンを設けてもよい。In the above embodiments, the case where the seal fin is joined to the packing ring 10 has been described, but the seal fin may be directly provided on the outer ring of the diaphragm.
【0020】また、ケーシングと動翼との隙間からの蒸
気漏洩を防止する他にタービンロータとケーシングとの
隙間、ノズルダヤフラムとタービンロータとの隙間等の
タービンロータ軸線方向の蒸気漏洩通路からの蒸気漏洩
を防止するために用いてもよい。In addition to preventing steam from leaking from the gap between the casing and the moving blades, the steam leaks from the steam leak passages in the axial direction of the turbine rotor such as the gap between the turbine rotor and the casing and the gap between the nozzle day diaphragm and the turbine rotor. It may be used to prevent steam leakage.
【0021】[0021]
【発明の効果】本発明によれば、タービンのシール部の
間隙を静止部と回転部の定常変位差に対応して狭い間隙
に設定できるので、蒸気の漏洩を減少しタービンの内部
効率の向上を図ることができ、これによって熱消費率を
向上することができる。According to the present invention, since the gap of the seal portion of the turbine can be set to a narrow gap corresponding to the steady displacement difference between the stationary portion and the rotating portion, the steam leakage is reduced and the internal efficiency of the turbine is improved. Therefore, the heat consumption rate can be improved.
【図1】本発明の実施例を説明するための蒸気タービン
の部分縦断面図。FIG. 1 is a partial vertical cross-sectional view of a steam turbine for explaining an embodiment of the present invention.
【図2】図1のA−Aの部分矢視図。FIG. 2 is a partial arrow view of AA of FIG.
【図3】本発明のシールフィンの斜視図。FIG. 3 is a perspective view of a seal fin of the present invention.
【図4】他の実施例のシールフィンの斜視図。FIG. 4 is a perspective view of a seal fin of another embodiment.
【図5】従来のタービンの段落を示す縦断面図。FIG. 5 is a vertical cross-sectional view showing a paragraph of a conventional turbine.
2…動翼、9…シュラウド、10…パッキンリング、1
1…シールフィン、14…ばね部。2 ... moving blade, 9 ... shroud, 10 ... packing ring, 1
1 ... Seal fin, 14 ... Spring part.
Claims (2)
ールフィンを具備するラビリンスパッキンにおいて、前
記シールフィンが複数の小片に分割され、半径方向外方
に変位するばね部で支持されていることを特徴とするラ
ビリンスパッキン。1. A labyrinth packing having seal fins arranged to face a rotating part of a turbine, wherein the seal fins are divided into a plurality of small pieces and are supported by spring parts which are displaced radially outward. Labyrinth packing characterized by that.
板よりなり、複数枚が重なりあってタービン作動流体の
漏洩通路に狭部を形成したラビリンスパッキン。2. The labyrinth packing according to claim 1, wherein the seal fin is made of a thin plate, and a plurality of the seal fins are overlapped with each other to form a narrow portion in a leakage passage of a turbine working fluid.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24166792A JPH0693803A (en) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | Labyrinth packing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24166792A JPH0693803A (en) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | Labyrinth packing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0693803A true JPH0693803A (en) | 1994-04-05 |
Family
ID=17077731
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24166792A Pending JPH0693803A (en) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | Labyrinth packing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0693803A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5941685A (en) * | 1997-10-14 | 1999-08-24 | General Electric Company | Brush seal for use on bumpy rotating surfaces |
JP2003014129A (en) * | 2001-06-29 | 2003-01-15 | Eagle Engineering Aerospace Co Ltd | Plate brush sealing device |
JP2010159755A (en) * | 2009-01-08 | 2010-07-22 | General Electric Co <Ge> | Stator casing having improved running clearance under thermal load |
US20130094945A1 (en) * | 2010-05-26 | 2013-04-18 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Seal structure, turbine machine having the same, and power generating plant equipped with the same |
-
1992
- 1992-09-10 JP JP24166792A patent/JPH0693803A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5941685A (en) * | 1997-10-14 | 1999-08-24 | General Electric Company | Brush seal for use on bumpy rotating surfaces |
JP2003014129A (en) * | 2001-06-29 | 2003-01-15 | Eagle Engineering Aerospace Co Ltd | Plate brush sealing device |
JP2010159755A (en) * | 2009-01-08 | 2010-07-22 | General Electric Co <Ge> | Stator casing having improved running clearance under thermal load |
US20130094945A1 (en) * | 2010-05-26 | 2013-04-18 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Seal structure, turbine machine having the same, and power generating plant equipped with the same |
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