JPH1151200A - ラビリンスシール - Google Patents
ラビリンスシールInfo
- Publication number
- JPH1151200A JPH1151200A JP21190197A JP21190197A JPH1151200A JP H1151200 A JPH1151200 A JP H1151200A JP 21190197 A JP21190197 A JP 21190197A JP 21190197 A JP21190197 A JP 21190197A JP H1151200 A JPH1151200 A JP H1151200A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure side
- outer peripheral
- flow
- seal
- peripheral surface
- 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.)
- Withdrawn
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- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 シールフィンの先端の間隙を漏れる気体の漏
れ流量の低減を可能とし、ターボ機械の性能向上を可能
とする。 【解決手段】 ターボ機械の静止部１の内側に高圧側１
５から低圧側１６に向けて交互に配設された小内径と大
内径のシールフィン２ａ，２ｂ，２ｃ，３ａ，３ｂ，３
ｃは先端が高圧側へ傾斜したものとし、上記大内径のシ
ールフィン３ａ，３ｂ，３ｃと対向するロータ面５の位
置に設けられた段差部６ａ，６ｂ，６ｃはそれぞれの高
圧側端面より突出した端面突出部７ａ，７ｂ，７ｃとそ
れぞれの低圧側外周面より突出した外周面突出部８ａ，
８ｂ，８ｃが配設されたものとする。
れ流量の低減を可能とし、ターボ機械の性能向上を可能
とする。 【解決手段】 ターボ機械の静止部１の内側に高圧側１
５から低圧側１６に向けて交互に配設された小内径と大
内径のシールフィン２ａ，２ｂ，２ｃ，３ａ，３ｂ，３
ｃは先端が高圧側へ傾斜したものとし、上記大内径のシ
ールフィン３ａ，３ｂ，３ｃと対向するロータ面５の位
置に設けられた段差部６ａ，６ｂ，６ｃはそれぞれの高
圧側端面より突出した端面突出部７ａ，７ｂ，７ｃとそ
れぞれの低圧側外周面より突出した外周面突出部８ａ，
８ｂ，８ｃが配設されたものとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、蒸気タービン、ガ
スタービン等のターボ機械に適用されるラビリンスシー
ルに関する。
スタービン等のターボ機械に適用されるラビリンスシー
ルに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のターボ機械のラビリンスシール
は、図２（ａ）に示すように静止部０１の内側に設けら
れたリング状の小内径のシールフィン０２ａ，０２ｂ，
０２ｃと大内径のシールフィン０３ａ，０３ｂ，０３
ｃ、及び回転部０４に設けられリング状の段差部０６
ａ，０６ｂ，０６ｃを有するロータ面０５から構成され
ており、高圧側１５から低圧側１６へ漏れる気体の流れ
を抑制していた。
は、図２（ａ）に示すように静止部０１の内側に設けら
れたリング状の小内径のシールフィン０２ａ，０２ｂ，
０２ｃと大内径のシールフィン０３ａ，０３ｂ，０３
ｃ、及び回転部０４に設けられリング状の段差部０６
ａ，０６ｂ，０６ｃを有するロータ面０５から構成され
ており、高圧側１５から低圧側１６へ漏れる気体の流れ
を抑制していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のターボ機械のラ
ビリンスシールにおいて、高圧側から低圧側へ漏れる気
体は、図２（ｂ）に示すように、最初の小内径のシール
フィン０２ａを通過した後、ロータ面０５の段差部０６
ａの高圧側側面に添って上方に向かう流れ０７ａとな
る。
ビリンスシールにおいて、高圧側から低圧側へ漏れる気
体は、図２（ｂ）に示すように、最初の小内径のシール
フィン０２ａを通過した後、ロータ面０５の段差部０６
ａの高圧側側面に添って上方に向かう流れ０７ａとな
る。
【０００４】その後、この流れ０７ａは、直接大内径の
シールフィン０３ａの隙間に向かう流れと、小内径のシ
ールフィン０２ａと大内径のシールフィン０３ａに挟ま
れた空間部で時計方向に流れる渦流れ０９ａに分けら
れ、渦流れ０９ａからは一部の気体がはみ出す。
シールフィン０３ａの隙間に向かう流れと、小内径のシ
ールフィン０２ａと大内径のシールフィン０３ａに挟ま
れた空間部で時計方向に流れる渦流れ０９ａに分けら
れ、渦流れ０９ａからは一部の気体がはみ出す。
【０００５】この渦流れ０９ａからはみ出した流れは、
上記直接大内径のシールフィン０３ａの隙間に向かう流
れと合流し、シールフィン０３ａからの漏れ流れ０８ａ
となる。
上記直接大内径のシールフィン０３ａの隙間に向かう流
れと合流し、シールフィン０３ａからの漏れ流れ０８ａ
となる。
【０００６】この漏れ流れ０８ａは、次の小内径のシー
ルフィン０２ｂの壁面に衝突し、大内径のシールフィン
０３ａと小内径のシールフィン０２ｂに挟まれた空間部
での時計方向の渦流れ０９ｂと、小内径のシールフィン
０２ｂの先端の間隙を漏れる流れ０８ｂに分岐される。
ルフィン０２ｂの壁面に衝突し、大内径のシールフィン
０３ａと小内径のシールフィン０２ｂに挟まれた空間部
での時計方向の渦流れ０９ｂと、小内径のシールフィン
０２ｂの先端の間隙を漏れる流れ０８ｂに分岐される。
【０００７】シールフィン０２ｂ以降では、上記の気体
の合流と分岐がくり返されるが、このシールフィン構造
では、シールフィン間での渦流れとシールフィンの先端
の隙間を漏れる流れが同一方向であるために縮流等が起
こりにくく、高圧側１５から低圧側１６への気体の漏れ
量が多くなる傾向があった。本発明は上記の課題を解決
しようとするものである。
の合流と分岐がくり返されるが、このシールフィン構造
では、シールフィン間での渦流れとシールフィンの先端
の隙間を漏れる流れが同一方向であるために縮流等が起
こりにくく、高圧側１５から低圧側１６への気体の漏れ
量が多くなる傾向があった。本発明は上記の課題を解決
しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、ターボ機械の
静止部の内側に高圧側から低圧側に向けて交互に配設さ
れた小内径と大内径のリング状のシールフィン、および
回転部に設けられ上記大内径のシールフィンと対向する
位置にリング状の段差部を有するロータ面により形成さ
れたラビリンスシールにおいて、それぞれのシールフィ
ンは、先端が高圧側へ傾斜したものとし、それぞれの段
差部は、高圧側端面より突出しその外周面が段差部の外
周面と同一面を形成した端面突出部と、低圧側外周面よ
り突出しその外周面が高圧側へ傾斜した外周面突出部を
備えたものとしたことを特徴としている。
静止部の内側に高圧側から低圧側に向けて交互に配設さ
れた小内径と大内径のリング状のシールフィン、および
回転部に設けられ上記大内径のシールフィンと対向する
位置にリング状の段差部を有するロータ面により形成さ
れたラビリンスシールにおいて、それぞれのシールフィ
ンは、先端が高圧側へ傾斜したものとし、それぞれの段
差部は、高圧側端面より突出しその外周面が段差部の外
周面と同一面を形成した端面突出部と、低圧側外周面よ
り突出しその外周面が高圧側へ傾斜した外周面突出部を
備えたものとしたことを特徴としている。
【０００９】上記においては、高圧側の最初の小内径の
シールフィンの先端の間隙を通過した気体は、端面突出
部により、上記小内径のシールフィンの低圧側面、静止
部の内側面、上記小内径のシールフィンより低圧側に設
けられた大内径のシールフィンの高圧側面、端面突出部
の外周面を順次沿って流れ、従来の装置の場合とは反対
方向の渦流れを形成する。
シールフィンの先端の間隙を通過した気体は、端面突出
部により、上記小内径のシールフィンの低圧側面、静止
部の内側面、上記小内径のシールフィンより低圧側に設
けられた大内径のシールフィンの高圧側面、端面突出部
の外周面を順次沿って流れ、従来の装置の場合とは反対
方向の渦流れを形成する。
【００１０】この渦流れからはみ出した流れは、上記大
内径のシールフィンの傾斜により大きな角度で方向変換
し、上記大内径のシールフィンの先端の間隙より漏れ出
る漏れ流れとなる。
内径のシールフィンの傾斜により大きな角度で方向変換
し、上記大内径のシールフィンの先端の間隙より漏れ出
る漏れ流れとなる。
【００１１】この漏れ流れは、外周面突出部の上方向へ
の傾斜と上記大内径のシールフィンより低圧側に設けら
れた小内径のシールフィンの傾斜により、この小内径の
シールフィンの高圧側面、ロータ面、段差部の低圧側面
を順次沿って流れ、従来の装置の場合には見られなかっ
た渦流れを形成する。
の傾斜と上記大内径のシールフィンより低圧側に設けら
れた小内径のシールフィンの傾斜により、この小内径の
シールフィンの高圧側面、ロータ面、段差部の低圧側面
を順次沿って流れ、従来の装置の場合には見られなかっ
た渦流れを形成する。
【００１２】この渦流れからはみ出した流れは、上記小
内径のシールフィンの傾斜により大きな角度で方向変換
し、上記小内径のシールフィンの先端の間隙より漏れ出
る漏れ流れとなる。
内径のシールフィンの傾斜により大きな角度で方向変換
し、上記小内径のシールフィンの先端の間隙より漏れ出
る漏れ流れとなる。
【００１３】本発明においては、上記のように従来の装
置の場合とは反対方向の渦流れを発生し、この渦流れか
らはみ出した流れが大きな角度で方向変換してシールフ
ィンの先端の間隙から漏れ出る漏れ流れとなるため、シ
ールフィンの先端の間隙の通過時に縮流等が起こりやす
くなり、漏れ流量の低減が可能となる。
置の場合とは反対方向の渦流れを発生し、この渦流れか
らはみ出した流れが大きな角度で方向変換してシールフ
ィンの先端の間隙から漏れ出る漏れ流れとなるため、シ
ールフィンの先端の間隙の通過時に縮流等が起こりやす
くなり、漏れ流量の低減が可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態に係るラビ
リンスシールについて、図１（ａ）により説明する。
リンスシールについて、図１（ａ）により説明する。
【００１５】なお、本実施形態は、ターボ機械の静止部
１の内側に高圧側１５から低圧側１６に向けて交互に配
設されたリング状の小内径のシールフィン２ａ，２ｂ，
２ｃ，……と大内径のシールフィン３ａ，３ｂ，３ｃ，
……、および回転部４に設けられ上記大内径のシールフ
ィン３ａ，３ｂ，３ｃ，……と対向する位置に断面形状
が長方形のリング状の段差部６ａ，６ｂ，６ｃ，……を
有するロータ面５により形成されたラビリンスシールに
関するものである。
１の内側に高圧側１５から低圧側１６に向けて交互に配
設されたリング状の小内径のシールフィン２ａ，２ｂ，
２ｃ，……と大内径のシールフィン３ａ，３ｂ，３ｃ，
……、および回転部４に設けられ上記大内径のシールフ
ィン３ａ，３ｂ，３ｃ，……と対向する位置に断面形状
が長方形のリング状の段差部６ａ，６ｂ，６ｃ，……を
有するロータ面５により形成されたラビリンスシールに
関するものである。
【００１６】図１（ａ）に示す本実施形態は、上記ラビ
リンスシールにおいて、シールフィン２ａ以外のシール
フィン２ｂ，２ｃ，……、３ａ，３ｂ，３ｃ，…は、そ
れぞれの先端が高圧側１５へ傾斜したものとし、ロータ
面５に設けられた段差部６ａ，６ｂ，６ｃ，……は、そ
れぞれの高圧側端面より突出しその外周面が段差部６
ａ，６ｂ，６ｃ，……の外周面と同一面を形成し断面形
状が剣先形状に形成された端面突出部７ａ，７ｂ，７
ｃ，……と、それぞれの低圧側外周面より突出しその外
周面が高圧側１５へ向かって傾斜し断面形状が剣先形状
に形成された外周面突出部８ａ，８ｂ，８ｃ…を備えて
いる。
リンスシールにおいて、シールフィン２ａ以外のシール
フィン２ｂ，２ｃ，……、３ａ，３ｂ，３ｃ，…は、そ
れぞれの先端が高圧側１５へ傾斜したものとし、ロータ
面５に設けられた段差部６ａ，６ｂ，６ｃ，……は、そ
れぞれの高圧側端面より突出しその外周面が段差部６
ａ，６ｂ，６ｃ，……の外周面と同一面を形成し断面形
状が剣先形状に形成された端面突出部７ａ，７ｂ，７
ｃ，……と、それぞれの低圧側外周面より突出しその外
周面が高圧側１５へ向かって傾斜し断面形状が剣先形状
に形成された外周面突出部８ａ，８ｂ，８ｃ…を備えて
いる。
【００１７】本実施形態に係るラビリンスシールの内部
を流れて高圧側１５から低圧側１６へ漏れる気体の流れ
について、図１（ｂ）により説明する。図１（ｂ）にお
いて、高圧側１５から低圧側１６へ漏れる気体は、最初
の小内径のシールフィン２ａを通過した後、ロータ面５
の段差部６ａに設けられた端面突出部７ａの内側を右上
方に向かう流れ９となり、その後、小内径のシールフィ
ン２ａと大内径のシールフィン３ａに挟まれた空間部で
反時計方向の渦流れ１０ａになる。
を流れて高圧側１５から低圧側１６へ漏れる気体の流れ
について、図１（ｂ）により説明する。図１（ｂ）にお
いて、高圧側１５から低圧側１６へ漏れる気体は、最初
の小内径のシールフィン２ａを通過した後、ロータ面５
の段差部６ａに設けられた端面突出部７ａの内側を右上
方に向かう流れ９となり、その後、小内径のシールフィ
ン２ａと大内径のシールフィン３ａに挟まれた空間部で
反時計方向の渦流れ１０ａになる。
【００１８】この渦流れ１０ａからはみ出した流れは、
シールフィン３ａからの漏れ流れ１１ａとなり、ロータ
面５の段差部６ａに設けられた外周面突出部８ａの傾斜
した外周面に添って流れ、大内径のシールフィン３ａの
後方の時計方向の渦流れ１０ｂと、小内径のシールフィ
ン２ｂの前方の反時計方向の渦流れ１２ａに分岐し、そ
の渦流れ１２ａからはみ出した流れがシールフィン２ｂ
の先端の隙間を通る漏れ流れ１１ｂとなる。
シールフィン３ａからの漏れ流れ１１ａとなり、ロータ
面５の段差部６ａに設けられた外周面突出部８ａの傾斜
した外周面に添って流れ、大内径のシールフィン３ａの
後方の時計方向の渦流れ１０ｂと、小内径のシールフィ
ン２ｂの前方の反時計方向の渦流れ１２ａに分岐し、そ
の渦流れ１２ａからはみ出した流れがシールフィン２ｂ
の先端の隙間を通る漏れ流れ１１ｂとなる。
【００１９】本実施形態においては、端面突出部７ａに
よりシールフィン２ａ，３ａ間で発生した反時計方向の
渦流れ１０ａからはみ出した流れがシールフィン３ａの
漏れ流れ１１ａとなり、シールフィン３ａの先端の高圧
側１５への傾斜により、この漏れ流れ１１ａの転向角が
大きくなる。
よりシールフィン２ａ，３ａ間で発生した反時計方向の
渦流れ１０ａからはみ出した流れがシールフィン３ａの
漏れ流れ１１ａとなり、シールフィン３ａの先端の高圧
側１５への傾斜により、この漏れ流れ１１ａの転向角が
大きくなる。
【００２０】また、外周面突出部８ａとシールフィン２
ｂによりシールフィン２ｂと段差部６ａの間で発生した
反時計方向の渦流れ１２ａからはみ出した流れがシール
フィン２ｂの漏れ流れ１１ｂとなり、シールフィン２ｂ
の先端の高圧側１５への傾斜により、この漏れ流れ１１
ｂの転向角が大きくなる。
ｂによりシールフィン２ｂと段差部６ａの間で発生した
反時計方向の渦流れ１２ａからはみ出した流れがシール
フィン２ｂの漏れ流れ１１ｂとなり、シールフィン２ｂ
の先端の高圧側１５への傾斜により、この漏れ流れ１１
ｂの転向角が大きくなる。
【００２１】そのため、それぞれのシールフィン３ａ，
２ｂの先端の間隙の通過時に縮流等が起こりやすくな
り、漏れ流量を減少させることができ、ターボ機械の性
能向上を図ることが可能となった。
２ｂの先端の間隙の通過時に縮流等が起こりやすくな
り、漏れ流量を減少させることができ、ターボ機械の性
能向上を図ることが可能となった。
【００２２】なお、本実施形態の場合、シールフィン２
ｂ，２ｃ，……、３ａ，３ｂ，３ｃ，……に傾斜角を設
けているが、傾斜角が０°と３０°の場合を比較するた
めに実験を行ったところ、それぞれの流量係数は約０．
６と約０．５であり、３０°の傾斜角を設けることによ
り流量係数が約１７％程度改善されることが判った。
ｂ，２ｃ，……、３ａ，３ｂ，３ｃ，……に傾斜角を設
けているが、傾斜角が０°と３０°の場合を比較するた
めに実験を行ったところ、それぞれの流量係数は約０．
６と約０．５であり、３０°の傾斜角を設けることによ
り流量係数が約１７％程度改善されることが判った。
【００２３】
【発明の効果】本発明のラビリンスシールは、ターボ機
械の静止部の内側に高圧側から低圧側に向けて交互に配
設された小内径と大内径のシールフィンを先端が高圧側
へ傾斜したものとし、上記大内径のシールフィンと対向
するロータ面の位置に設けられた段差部をそれぞれの高
圧側端面より突出した端面突出部とそれぞれの低圧側外
周面より突出した外周面突出部が配設されたものとした
ことによって、従来の装置の場合とは反対方向の渦流れ
を発生し、この渦流れからはみ出した流れが大きな角度
で方向変換してシールフィンの先端の間隙から漏れ出る
漏れ流れとなるため、シールフィンの先端の間隙の通過
時に縮流等が起こりやすくなり、漏れ流量の低減が可能
となり、ターボ機械の性能向上を図ることが可能とな
る。
械の静止部の内側に高圧側から低圧側に向けて交互に配
設された小内径と大内径のシールフィンを先端が高圧側
へ傾斜したものとし、上記大内径のシールフィンと対向
するロータ面の位置に設けられた段差部をそれぞれの高
圧側端面より突出した端面突出部とそれぞれの低圧側外
周面より突出した外周面突出部が配設されたものとした
ことによって、従来の装置の場合とは反対方向の渦流れ
を発生し、この渦流れからはみ出した流れが大きな角度
で方向変換してシールフィンの先端の間隙から漏れ出る
漏れ流れとなるため、シールフィンの先端の間隙の通過
時に縮流等が起こりやすくなり、漏れ流量の低減が可能
となり、ターボ機械の性能向上を図ることが可能とな
る。
【図１】本発明の実施の一形態に係るラビリンスシール
の説明図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は作用説明図であ
る。
の説明図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は作用説明図であ
る。
【図２】従来のラビリンスシールの説明図で、（ａ）は
断面図、（ｂ）は作用説明図である。
断面図、（ｂ）は作用説明図である。
１ 静止部 ２ａ，２ｂ，２ｃ 小内径のシールフィン ３ａ，３ｂ，３ｃ 大内径のシールフィン ４ 回転部 ５ ロータ面 ６ａ，６ｂ，６ｃ 段差部 ７ａ，７ｂ，７ｃ 端面突出部 ８ａ，８ｂ，８ｃ 外周面突出部 ９ 流れ １０ａ，１０ｂ 渦流れ １１ａ，１１ｂ 漏れ流れ １２ａ 渦流れ １５ 高圧側 １６ 低圧側
Claims (1)
- 【請求項１】 ターボ機械の静止部の内側に高圧側から
低圧側に向けて交互に配設された小内径と大内径のリン
グ状のシールフィン、および回転部に設けられ上記大内
径のシールフィンと対向する位置にリング状の段差部を
有するロータ面により形成されたラビリンスシールにお
いて、それぞれのシールフィンは、先端が高圧側へ傾斜
したものとし、それぞれの段差部は、高圧側端面より突
出しその外周面が段差部の外周面と同一面を形成した端
面突出部と、低圧側外周面より突出しその外周面が高圧
側へ傾斜した外周面突出部を備えたものとしたことを特
徴とするラビリンスシール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21190197A JPH1151200A (ja) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | ラビリンスシール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21190197A JPH1151200A (ja) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | ラビリンスシール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1151200A true JPH1151200A (ja) | 1999-02-23 |
Family
ID=16613528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21190197A Withdrawn JPH1151200A (ja) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | ラビリンスシール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1151200A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020016097A (ko) * | 2000-08-24 | 2002-03-04 | 이중구 | 회전축의 밀봉조립체 |
| JP2002106721A (ja) * | 2000-09-29 | 2002-04-10 | Toyo Radiator Co Ltd | ラビリンスシール構造 |
| KR100875638B1 (ko) | 2008-09-10 | 2008-12-26 | 배정식 | 급수펌프용 씰 어셈블리 |
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| JP2012087929A (ja) * | 2010-10-19 | 2012-05-10 | General Electric Co <Ge> | ラビリンスシールシステム |
| CN103775138A (zh) * | 2012-10-25 | 2014-05-07 | 株式会社日立制作所 | 轴流涡轮机 |
| CN108533757A (zh) * | 2018-04-18 | 2018-09-14 | 西安交通大学 | 一种能够增加腔室耗散的迷宫密封结构 |
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-
1997
- 1997-08-06 JP JP21190197A patent/JPH1151200A/ja not_active Withdrawn
Cited By (16)
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