JPS5846265A - ラビリンスシ−ル装置 - Google Patents
ラビリンスシ−ル装置Info
- Publication number
- JPS5846265A JPS5846265A JP14389881A JP14389881A JPS5846265A JP S5846265 A JPS5846265 A JP S5846265A JP 14389881 A JP14389881 A JP 14389881A JP 14389881 A JP14389881 A JP 14389881A JP S5846265 A JPS5846265 A JP S5846265A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- restriction pieces
- labyrinth seal
- piece
- rotor shaft
- pressure
- 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.)
- Granted
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/44—Free-space packings
- F16J15/441—Free-space packings with floating ring
- F16J15/442—Free-space packings with floating ring segmented
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明け、ラビリンスシール装置に係り、特に蒸気ター
ビン等高温高圧の流体を扱う回転機械の回転軸貫通部に
好適なラビリンスシール装置の改良に関する。
ビン等高温高圧の流体を扱う回転機械の回転軸貫通部に
好適なラビリンスシール装置の改良に関する。
一般に、圧力流体を扱う回転機械の回転軸貫通部には、
その使用条件に応・じたシール装置が使用されている。
その使用条件に応・じたシール装置が使用されている。
ラビリンスシール装置は周知の通り、非接触形シールで
、対向する相手面に向って突設し流路方向に並設した複
数枚のリング状絞り片で形成した狭部と、この絞り片間
に形成した膨張室とを交互に多数流路方向に設けたいわ
ゆるラビリンス流路における流路抵抗によって、漏洩す
る流体の量を減少させる装置であるが、この絞り片には
前後の流体圧力の差に相当する流体圧力が作用する。
、対向する相手面に向って突設し流路方向に並設した複
数枚のリング状絞り片で形成した狭部と、この絞り片間
に形成した膨張室とを交互に多数流路方向に設けたいわ
ゆるラビリンス流路における流路抵抗によって、漏洩す
る流体の量を減少させる装置であるが、この絞り片には
前後の流体圧力の差に相当する流体圧力が作用する。
従来は、この複数枚の絞り片に作用する流体圧力は均等
であるとし、入口側と出口側との流体圧力の差を絞り片
の枚数Ｎで等分した流体圧力が各絞り片に作用するもの
として、絞り片は設計製作されていた。特に蒸気タービ
ンにおいては、タービンロータの熱応力を低減す為ため
、ロータ側の／−ル面には特別な細工を施さず平滑な面
とした直通形のラビリンスシール装置が使用されている
が、蒸気入口側の絞り片は強度不足のため欠損事故を起
すおそれがあった。一方、各絞り片における流体圧力の
分布の実測によれば、第５１迎の如き関係がある。なお
第５図は、ロータとラビリンスパツキンとなる絞り片と
の隙間０．６ｍｒｓ、絞り片間隔６關、絞り片高さ６ｖ
ｓ、絞り片枚数６としたとき、一点鎖線は絞り片入口圧
力を２．０５に９７−１鎖線は同じ＜３．０８Ｋｐ／ｃ
ｄ、実線は同じ（４，１２に９／ｃｄの場合の圧力減少
状態を示した−もので、入口側から１枚目め絞り片には
全圧力差の約３５％の圧力がかかつている。そこで、各
絞り片の厚みをこの最大の圧力差に従って設定すれば、
前記の欠損事故を回避できると考えられる。しかし、こ
のようにすると、シール装置の全長には自から制限があ
るからと絞り片の枚数が少くカリ、その結果シール効果
が減少して蒸気の漏洩量が多くなり、タービンの効率の
低下を招くと共に、出口側の絞り片の厚みは必要以上に
厚くなるので、材料的に不経済である。
であるとし、入口側と出口側との流体圧力の差を絞り片
の枚数Ｎで等分した流体圧力が各絞り片に作用するもの
として、絞り片は設計製作されていた。特に蒸気タービ
ンにおいては、タービンロータの熱応力を低減す為ため
、ロータ側の／−ル面には特別な細工を施さず平滑な面
とした直通形のラビリンスシール装置が使用されている
が、蒸気入口側の絞り片は強度不足のため欠損事故を起
すおそれがあった。一方、各絞り片における流体圧力の
分布の実測によれば、第５１迎の如き関係がある。なお
第５図は、ロータとラビリンスパツキンとなる絞り片と
の隙間０．６ｍｒｓ、絞り片間隔６關、絞り片高さ６ｖ
ｓ、絞り片枚数６としたとき、一点鎖線は絞り片入口圧
力を２．０５に９７−１鎖線は同じ＜３．０８Ｋｐ／ｃ
ｄ、実線は同じ（４，１２に９／ｃｄの場合の圧力減少
状態を示した−もので、入口側から１枚目め絞り片には
全圧力差の約３５％の圧力がかかつている。そこで、各
絞り片の厚みをこの最大の圧力差に従って設定すれば、
前記の欠損事故を回避できると考えられる。しかし、こ
のようにすると、シール装置の全長には自から制限があ
るからと絞り片の枚数が少くカリ、その結果シール効果
が減少して蒸気の漏洩量が多くなり、タービンの効率の
低下を招くと共に、出口側の絞り片の厚みは必要以上に
厚くなるので、材料的に不経済である。
本発明の目的は、以上の欠点を解消し、欠損事故を防止
するに充分な厚みの絞り片を、できる限り数多く並べて
流体の漏洩量を減少させ、効率の向上を図ったラビリン
スシール装置を提供することにある。
するに充分な厚みの絞り片を、できる限り数多く並べて
流体の漏洩量を減少させ、効率の向上を図ったラビリン
スシール装置を提供することにある。
この目的を達成するだめ、本発明によるラビリンスシー
ル装置は、絞り片の厚みを一律に同一とせず、各絞り片
に作用する流体圧力に対応する異なる厚みに形成したこ
とを特徴とするものである。
ル装置は、絞り片の厚みを一律に同一とせず、各絞り片
に作用する流体圧力に対応する異なる厚みに形成したこ
とを特徴とするものである。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
１ばけ蒸気タービン発電設備の系統図で、合せて蒸気タ
ービンの縦断面を示している。図において、ボイラー］
の過熱器１ａで過熱された高温高圧の蒸気は、配管８を
経て高圧タービン２に供給され、該タービン内の各段落
を経て蒸気の持つ熱エネルギを機械仕事に転換し、該高
圧タービン２と同軸の発−機５を回転させている。一方
、高圧タービン２を出た蒸気は再熱器１ｂで再熱されて
中圧タービン３、続いて低圧ターレン４に送られ、同軸
の発電機５に回転力を与えた後、復水器６で凝縮して水
となり、給水ポンプ７を経てボイラー１に戻される。
１ばけ蒸気タービン発電設備の系統図で、合せて蒸気タ
ービンの縦断面を示している。図において、ボイラー］
の過熱器１ａで過熱された高温高圧の蒸気は、配管８を
経て高圧タービン２に供給され、該タービン内の各段落
を経て蒸気の持つ熱エネルギを機械仕事に転換し、該高
圧タービン２と同軸の発−機５を回転させている。一方
、高圧タービン２を出た蒸気は再熱器１ｂで再熱されて
中圧タービン３、続いて低圧ターレン４に送られ、同軸
の発電機５に回転力を与えた後、復水器６で凝縮して水
となり、給水ポンプ７を経てボイラー１に戻される。
′ｆＡ２図は、第１図のＥ部詳細図で、高圧外部ケーシ
ングｌＯの中に高圧内部ケーシングｌ’ｌがあり、該高
圧内部ケーシング１１の内部にはノズルボックス１２が
固定されていて、該ノズルボックス１２の出口には高圧
初段ノズル１３が設けられている。１４け前記高圧内部
ケージ／グ】ｊ内に収納され、軸受で軸支されたロータ
で、１５け該・ ロータに設けられた動翼である。一
方、１６けダイヤフラムで、前記高圧内部ケーシング１
１の内壁に熱膨張に対応できる構造で固定されている。
ングｌＯの中に高圧内部ケーシングｌ’ｌがあり、該高
圧内部ケーシング１１の内部にはノズルボックス１２が
固定されていて、該ノズルボックス１２の出口には高圧
初段ノズル１３が設けられている。１４け前記高圧内部
ケージ／グ】ｊ内に収納され、軸受で軸支されたロータ
で、１５け該・ ロータに設けられた動翼である。一
方、１６けダイヤフラムで、前記高圧内部ケーシング１
１の内壁に熱膨張に対応できる構造で固定されている。
１７は前記ダイヤプラム１６に設けられたノズル翼で、
内部ダイヤフラム１６ａの内面にはダイヤスラムパツキ
ン】８がばね力によってロータ軸１４＆に向って押され
た状態で備えられている。
内部ダイヤフラム１６ａの内面にはダイヤスラムパツキ
ン】８がばね力によってロータ軸１４＆に向って押され
た状態で備えられている。
（前記ロータ１４の軸受、内部ケーシング１１内壁の熱
膨張に対応できる構造、及びダイヤフラムパツキン１８
のばね等灯、図示されていない。）？Ａ３図け、ダイヤ
フラムパツキン１８の詳細を示したもので、ロータ軸１
４ａが貫通するＭＯ鋼製の静止する支持体１８ａの内周
面にけ、ロータ軸１４ａの外周面に向って複数枚のリン
グ状の１５Ｃｒ−ＭＯ鋼製絞り片１８ｂが突設され、ロ
ータ軸方向に並設されている。絞り片１８ｂけ支持体１
８ｂＫ植込まれ、ロータ軸１４ａ外周面との間に僅かな
間隙ζを形成し、直通形のラビリンス装置を形成してい
る。
膨張に対応できる構造、及びダイヤフラムパツキン１８
のばね等灯、図示されていない。）？Ａ３図け、ダイヤ
フラムパツキン１８の詳細を示したもので、ロータ軸１
４ａが貫通するＭＯ鋼製の静止する支持体１８ａの内周
面にけ、ロータ軸１４ａの外周面に向って複数枚のリン
グ状の１５Ｃｒ−ＭＯ鋼製絞り片１８ｂが突設され、ロ
ータ軸方向に並設されている。絞り片１８ｂけ支持体１
８ｂＫ植込まれ、ロータ軸１４ａ外周面との間に僅かな
間隙ζを形成し、直通形のラビリンス装置を形成してい
る。
第２因において、蒸気人ＯＡから流入した高温高圧の蒸
気は、前記ノズルボックス１２の高圧初段ノズル１３か
ら動翼１５に吹付けられるので、ロータ１４は回転する
。動翼１５を通過した蒸気ケ更にダイヤフラム１６に設
け、られたノズル翼１７を介して次の段のロータ動翼に
吹付けられ、順次Ｂ方向忙流れる。一方、途中の漏洩蒸
気けａからｂに抜けるが、ダイヤフラムパツキン１８の
絞゛り片１８ｂを通過するとき、この絞り片１８ｂで形
成された前記ラビリンス流路の流路抵抗のため、蒸気は
そのエネルギを消耗して漏洩量が少くなる。
気は、前記ノズルボックス１２の高圧初段ノズル１３か
ら動翼１５に吹付けられるので、ロータ１４は回転する
。動翼１５を通過した蒸気ケ更にダイヤフラム１６に設
け、られたノズル翼１７を介して次の段のロータ動翼に
吹付けられ、順次Ｂ方向忙流れる。一方、途中の漏洩蒸
気けａからｂに抜けるが、ダイヤフラムパツキン１８の
絞゛り片１８ｂを通過するとき、この絞り片１８ｂで形
成された前記ラビリンス流路の流路抵抗のため、蒸気は
そのエネルギを消耗して漏洩量が少くなる。
次に絞り片の厚みについて説明する。この実施例では、
蒸気入口側の一枚目の絞り片は、蒸気入口と出口との蒸
気圧力差の３５％相当の圧力を受けてもこれに耐える強
度を有する厚み２．４ ｖｉａとした。そして２枚目は
、原則としてけ、これが受ける圧力に対応して１枚目よ
りも薄い絞り片で強度上充分なはずであるが、実際には
、１枚目の絞り片が蒸気流中に含まれる固体流子によっ
て浸食を受けて欠損した場合、２枚目Ｆｉ１枚目の絞り
片と同じ圧力を受けることになるので、２枚目も１枚目
と同じ２．４ ｖｉａとした。また、３枚目以降は、原
則的には、これらが受ける圧力に対応して順次薄い絞り
片が使用されるのであるが、実際には製作時の変形等を
考慮して、最小厚みの１．６１ｍに抑えられている。
蒸気入口側の一枚目の絞り片は、蒸気入口と出口との蒸
気圧力差の３５％相当の圧力を受けてもこれに耐える強
度を有する厚み２．４ ｖｉａとした。そして２枚目は
、原則としてけ、これが受ける圧力に対応して１枚目よ
りも薄い絞り片で強度上充分なはずであるが、実際には
、１枚目の絞り片が蒸気流中に含まれる固体流子によっ
て浸食を受けて欠損した場合、２枚目Ｆｉ１枚目の絞り
片と同じ圧力を受けることになるので、２枚目も１枚目
と同じ２．４ ｖｉａとした。また、３枚目以降は、原
則的には、これらが受ける圧力に対応して順次薄い絞り
片が使用されるのであるが、実際には製作時の変形等を
考慮して、最小厚みの１．６１ｍに抑えられている。
従って、この実施例におけるラビリンスシール装置の絞
り片は、各絞り片に作□用する流体圧力に応じた厚みを
有するから、欠損事故を起すことがない。また、支持体
１８ａの絞り片植込み部長さを７５朋とし、総ての絞り
片を同じ２．４鰭厚みで構成するものとしだら絞り片枚
数は１５枚となるが、これに対し、こσ）実施例では１
７枚とすることができるので、それだけシール効果が高
まり、タービン効率を向上させることができる。
り片は、各絞り片に作□用する流体圧力に応じた厚みを
有するから、欠損事故を起すことがない。また、支持体
１８ａの絞り片植込み部長さを７５朋とし、総ての絞り
片を同じ２．４鰭厚みで構成するものとしだら絞り片枚
数は１５枚となるが、これに対し、こσ）実施例では１
７枚とすることができるので、それだけシール効果が高
まり、タービン効率を向上させることができる。
第４図は、本発明の他の実施例を示している。
−この実施例が前記第３１ｙ１の実施例と異なる点け、
絞り片ｉｓｂが支持体１８ｂからこれと一体に削り出し
により形成されている点である。従って、この実施例に
おいても前記同様の作用と効果とを達成することができ
る。
絞り片ｉｓｂが支持体１８ｂからこれと一体に削り出し
により形成されている点である。従って、この実施例に
おいても前記同様の作用と効果とを達成することができ
る。
以上は静止体側に絞り片を設けた場合について述べたが
、回転軸側に絞り片を設けても、各絞り片における圧力
分布の関係は全く同じであるから、絞り片の厚みを作用
する流体圧力に対応して異なる厚みとすれば、前記同様
の作用と効果とを達成することができることけ明らかで
ある。
、回転軸側に絞り片を設けても、各絞り片における圧力
分布の関係は全く同じであるから、絞り片の厚みを作用
する流体圧力に対応して異なる厚みとすれば、前記同様
の作用と効果とを達成することができることけ明らかで
ある。
また、以上は直通形のラビリンスシール装置について説
明−したが、喰違い形のラビリンスシール装置について
も、絞り片が受ける圧力に対応した厚みの絞り片を配設
すれば、前記と同様の作用と効果とを達成することがで
きる。
明−したが、喰違い形のラビリンスシール装置について
も、絞り片が受ける圧力に対応した厚みの絞り片を配設
すれば、前記と同様の作用と効果とを達成することがで
きる。
以上説明したように、本発明によるラビリンスシール装
置においては、絞り片がその強度不足のだめ欠損事故を
起すおそれは全くない。また、絞り片の枚数を増加する
ことができるので、シール効果が高まり漏洩量が減少す
るので、効率の向上を図ることができる。
置においては、絞り片がその強度不足のだめ欠損事故を
起すおそれは全くない。また、絞り片の枚数を増加する
ことができるので、シール効果が高まり漏洩量が減少す
るので、効率の向上を図ることができる。
第１図は蒸気タービン発電設備の系統図で、合せて蒸気
タービンの縦断面図を示し、第２図は第１図のＥ部詳細
図、第３図は本発明の一実施例である直通膨長ビリンス
シール装置の詳細断面図、第４図は本発明の他の実施例
で第３図に対応する図、第５図口直通形ラビリ／スシー
ル装置の各絞り片における流体圧力分布実測値のグラフ
を示す。 １４ａ・・・ロータ軸、１８ａ・・・ダイヤフラムパッ
キ第２ 口 第３２ 」
タービンの縦断面図を示し、第２図は第１図のＥ部詳細
図、第３図は本発明の一実施例である直通膨長ビリンス
シール装置の詳細断面図、第４図は本発明の他の実施例
で第３図に対応する図、第５図口直通形ラビリ／スシー
ル装置の各絞り片における流体圧力分布実測値のグラフ
を示す。 １４ａ・・・ロータ軸、１８ａ・・・ダイヤフラムパッ
キ第２ 口 第３２ 」
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、回転軸外周面と該回転軸が貫通する静止体の内周面
との対向する二面間において、該対向する両面の双方の
面又は何れか一面から対向面に向けて突設し軸方向に並
設した複数枚のリング状絞り片が、対向面との間に僅か
な間隙を形成して成るラビリンスシール装置において、
前記絞り片の厚みに形成したことを特徴とするラビリン
スシール装置。 ２、前記絞り片は、前記回転軸又は静止体に植設されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のラビ
リンスシール装置。 ３、前記絞り片は、前配回転軸又は静止体と一体に削成
されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のラビリンスシール装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14389881A JPS5846265A (ja) | 1981-09-14 | 1981-09-14 | ラビリンスシ−ル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14389881A JPS5846265A (ja) | 1981-09-14 | 1981-09-14 | ラビリンスシ−ル装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5846265A true JPS5846265A (ja) | 1983-03-17 |
| JPS633198B2 JPS633198B2 (ja) | 1988-01-22 |
Family
ID=15349617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14389881A Granted JPS5846265A (ja) | 1981-09-14 | 1981-09-14 | ラビリンスシ−ル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5846265A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5106104A (en) * | 1990-10-11 | 1992-04-21 | General Electric Company | Constant pressure drop multiple stage brush seal |
| WO2021015081A1 (ja) * | 2019-07-23 | 2021-01-28 | 三菱パワー株式会社 | シール部材及び回転機械 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0499897U (ja) * | 1991-02-06 | 1992-08-28 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS436830Y1 (ja) * | 1967-07-18 | 1968-03-27 |
-
1981
- 1981-09-14 JP JP14389881A patent/JPS5846265A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS436830Y1 (ja) * | 1967-07-18 | 1968-03-27 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5106104A (en) * | 1990-10-11 | 1992-04-21 | General Electric Company | Constant pressure drop multiple stage brush seal |
| WO2021015081A1 (ja) * | 2019-07-23 | 2021-01-28 | 三菱パワー株式会社 | シール部材及び回転機械 |
| JP2021017873A (ja) * | 2019-07-23 | 2021-02-15 | 三菱パワー株式会社 | シール部材及び回転機械 |
| US11905838B2 (en) | 2019-07-23 | 2024-02-20 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Seal member and rotary machine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS633198B2 (ja) | 1988-01-22 |
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