JPS5912102A - ラビリンスパツキン - Google Patents

ラビリンスパツキン

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JPS5912102A
JPS5912102A JP11993282A JP11993282A JPS5912102A JP S5912102 A JPS5912102 A JP S5912102A JP 11993282 A JP11993282 A JP 11993282A JP 11993282 A JP11993282 A JP 11993282A JP S5912102 A JPS5912102 A JP S5912102A
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JP
Japan
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packing
turbine
fin
steam
rotor
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JP11993282A
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JPS6259208B2 (ja
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Miharu Fukazawa
深沢 美治
Mitsuo Kawai
光雄 河合
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS5912102A publication Critical patent/JPS5912102A/ja
Publication of JPS6259208B2 publication Critical patent/JPS6259208B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/02Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by non-contact sealings, e.g. of labyrinth type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00Materials; Properties thereof
    • F05D2300/50Intrinsic material properties or characteristics
    • F05D2300/505Shape memory behaviour

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は蒸気タービン等に用いられるラビリンスパツキ
ンに関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
一般にタービンのタービン作動流体、例えば蒸気の漏洩
防止のために各種パツキンが用いられているっ例えば蒸
気タービンのタービーンロータとケーシングとの隙間等
で生じるロータ軸線方向に沿った蒸気の漏洩通路からの
漏洩全防止するために用いられるものにラビリンスパツ
キンがある。このラビリンスパツキンは、タービンロー
タの表面にタービンロータの軸と同軸の円周溝が多数段
けられ、ケーシングに一端が固定されたパツキンフィン
の他端が自由端として溝が設けられたタービンロータ表
面に近接するように設けられている。
このパツキンフィンはタービンロータ軸方向に複数個設
けられ、タービンロータとケーシングとの隙間に狭部、
拡大部を多数形成する。
このようにラビリンスパツキンが設けられていると、漏
洩する蒸気が狭部にて絞られ、拡大部にて速度が減殺さ
れることを繰返し、蒸気の漏洩が防止される。
しかしながら、蒸気タービン作動流体には例えば566
℃246Kg/2J程度の高温高圧蒸気を用いるので、
蒸気タービン作動時の温度上昇に伴々い、ケーシングと
タービンロータとの隙間等の漏洩通路が熱膨張により広
がってしまい、漏洩蒸気量が増加してしまうという問題
点があった。このよう外漏洩蒸気の増加は圧力損失をも
たらし蒸気タービンの効率を低下させてしまうという問
題点もあった。
つてきた。
以上のような漏洩を防止するためには、パツキンフィン
とロータとの間隔の縮少、パツキンフィンの数の増加等
の方法が考えられるが、前者はラビングという運転上の
トラブル、後者はスパンの増長につながり、これに伴い
タービンロータが長くなる等の問題があるため、おのず
から限界があp1漏洩蒸気量の減少は非常に難かしい問
題であった。
〔発明の目的〕
本発明は以上の点全考慮してなされたもので、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
リンスパツキンを提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明のラビリンスパツキンは、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バ
イメタルからなるパツキンフィンが設けられている。こ
のバイメタルからなるパツキンフィンはタービン作動時
の高温環境で、この漏洩通路を狭くする方向に変位する
ように構成されている。
タービン作動流体としては蒸気、高温燃焼ガス等の高温
高圧の流体を用いるので、タービン作動時の温度上昇に
伴なうケーシング、タービンロータ等の熱膨張によυ前
述の漏洩通路の隙間が広がるが、本発明によればパツキ
ンフィンがバイメタル効果によりこの漏洩通路を狭くす
るように変位するので、熱膨張による漏洩通路の広がり
によるタービン作動流体の漏洩量の増加全防止すること
ができる。
〔発明の実施例〕
実施例−1 本発明全蒸気タービンのタービンロータとケーシングと
の隙間からの蒸気漏洩の防止に用いた実施例−1’に示
す。第1図に蒸気タービンの部分断面図を示し、第2図
に第1図中要部aの拡大図を示す。
タービンロータ(1)の表面には、タービンロータ(1
)の回転軸と同軸の円周溝(2)が軸方向に複数個設け
られている。またケーシング(3)には円弧状のパツキ
ンリング(4)が、例えばバネ等の伸縮可能な固定部材
(5)にて固定され、このようなパツキンリング(3)
は仲数個組合わせられ、円環状に構成されている。この
パツキンリング(3)のタービンルータ(1)に対向す
る表面にはパツキンフィン(6)がタービンロータ(1
)軸線方向にそって複数個設けられており、このパツキ
ンフィン(6)の一端はパツキンリング(4)に固定さ
れ、他端は自由端として、タービンロータ(1)の円周
溝(2)が設けられた表面に近接するように設けられて
いる。従ってパツキンフィン(6)の自由端とタービン
ロータ(1)表面との隙間で漏洩通路の狭部を構成し、
隣りあうパツキンフィン(6)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。
このパツキンフィン(6)は2枚の熱膨張係数の異なる
板材が接合された板状のバイメタルからなる。
例えば低熱膨張係数を有する板材(8)として1396
Cr−Feのフェライト系ステンレス鋼、高熱膨張係数
を有する板材(7)として18% Ni −12% C
r −Fe  のオーステナイト系ステンレス鋼を用い
、このパツキンフィン(6)は高熱膨張係数を有する板
材(7)側から低熱膨張係数を有する板材(8)側に向
かって凸となるように湾曲している。
以上のように構成された蒸気タービンにおいては、高温
蒸気によりタービンロータ(1)及びケーシング(3)
ともに熱膨張を生じ、タービンロータ(1)とケーシン
グ(3)との隙間が広がるが、バイメタル効果によりパ
ツキンフィン(6)がこの隙間を狭くする方向に変位す
るので、前記隙間の広がりをうちけすことができ、パツ
キンフィン(6)の自由端の先端とタービンロータ(1
)表面との間隔が広がることがない。よってこの間隔の
広がりによる漏洩蒸気量の増加を防止することができる
ので、蒸気タービン効率が向上される。
またこの隙間の制御はバイメタル効果による変位量を調
整することにより行なうことができるので、部品数全増
加することなく漏洩蒸気ilヲ減少することができる。
また設計時には熱膨張による隙間の広がりをパツキンフ
ィンのバイメタル効果による変位と全考慮すれば良いの
で比較的容易に寸法精度等を得ることができ、設計上非
常に有効である。
近年熱効率向上を目的とし、蒸気の高温!高圧化の傾向
にあるが、高温となるにつれ仁の熱膨張により間隙の広
がりが顕著になるので、本発明の間隙の広がりを防止す
る効果は非常に有効となり、タービンの効率の向上につ
ながる。また高温9高圧化ニ伴ないタービンロータ、り
゛−シング等の材料に従来の鉄基フェライト系鋼にかえ
て鉄基オーステナイト鋼の使用が検討されているが、前
者の熱膨張係数約12.5 X 10 7℃に比べ後者
は約18.5=6 ×107℃と1.5倍も大きい。よって熱膨張による隙
間の広がりも顕著となるのが、本発明のごとくパツキン
フィン(6)自体にバイメタル効果をもたせることによ
り、パツキンフィン(6)の長さの変位ltk大きくと
ることが可能であるので、本発明の効果は特に有効とな
る。
またパツキンリング(4)は伸縮可能な固定部材(5)
にて固定されているので、何らかの原因でパツキンフィ
ン(6)がタービンロータに接触した場合この固定部材
(5)が縮み、パツキンフィン(6)とタービンロータ
(1)との接触を緩和することができ、この接触による
タービンロータ(1)の損傷を防止することができる。
さらに湾曲しているパツキンフィン(6)自体がバネ効
果を有するので、このような接触がおこった場合速やか
にパツキンフィン(6)が縮み、タービンロータ(1)
の損傷を防止することができる。
またパツキンフィン(6)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全防止することができる。
パツキンフィン(8)のパツキンリンク(4)への固定
方法は、植入み、ボルト止め、溶接、ピン止め、カシメ
などの一般の固定方法でよい。さらにパツキンフィン(
6)の凹面を高圧側A1凸面全低圧側Bに位置するよう
に設ければ高圧の蒸気によりパツキンフィン(6)が押
され、パツキンフィン(6)は蒸気漏洩通路を狭くする
方向に変位するので、さらに蒸気の漏洩i′を減少する
ことができる。
またパツキンフィンを構成するバイメタルに用いる熱膨
張係数の異なる板材の材料、形状、板厚等は、タービン
の大きさ、使用材料等により適宜選択シ、パツキンフィ
ンがタービンロータに接触しラビングをおこさない程度
に設計することが必要である。′またラビングを生じた
際、速かに摩耗するように、タービンロータの材料より
も軟かい材料を用いることが好ましい。さらにラビリン
スパツキンを設ける場所の温度条件によっても材料はか
えることができ、例えば比較的低温のところでは黄銅等
の材料を用いることもできる。
この実施例に示したパツキンフィンの形状以外でも、高
温環境で蒸気の漏洩通路を狭くする方向に変位するバイ
メタルで構成されたパツキンフィンを用いれば本発明の
効果が得られることは言う1でもない。例えば、くの字
状に曲げられたバイメタルを用いてもよいし、一部に湾
曲状部を有する形状のバイメタルでもよい。また湾曲状
部を複数個有する形状でもよい。このように複数個の湾
曲状部を設けることによりパツキンフィンの変位量を大
きくすることもできる。また湾曲させなくても、高熱膨
張率側がパツキンリングに近づくように斜めにバイメタ
ルを植込んだ形状のパツキンフィンでも同様の効果を得
る。
またバイメタルを構成する板材の板厚も一様である必要
はなく、例えば先端に近づくにつれ板厚が薄くなるよう
に構成1−てもよい。このように構成すれば、パツキン
フィンがタービンロータに接触した場合、摩耗しやすい
ので、タービンロータの損傷を防止できる。さらに2枚
の板の接合に限らず複数枚の接合によるものでもよい。
この場合1 各々の板材を接合する   パツキンフィンの自由端と
なる一端をそろえずに互いにずらすように接合すれば、
蒸気漏洩通路の広狭を増やすことができ実質的にパツキ
ンフィンの敷金増加(7たことニナリラビリンスパッキ
ンの効果をさらに有効とすることができる。
実施例−2 第3図に4枚の板材を用いてパツキンフィンを構成した
本発明の実施例−2を概略的に示す。
高熱膨張係数を有する板材(力、 (7’)と低熱膨張
係数(8) 、 (8) ′f:交互に接合してパツキ
ンフィン(6)全構成し、パツキンフィン(6)は高熱
膨張係数を有する板材(7)から低熱膨張係数を有する
板材(8)にむかう方向に凸となるようにくの字状に湾
曲している。
さらに板材(力、(8)の接合体と板材(7) 、 (
8)の接合体とはパツキンフィン(6)の先端で互いに
ずれるように接合され、パツキンフィン(6)の一端は
パツキンリング(4)に固定され他端はタービンロータ
(1)に近接するように設けられている。第3図には概
略的に示したが、他の構成は第1図及び第2図に示した
実施例と同様である。このように構成することにより前
述のような漏洩蒸気量を減少する効果、及びパツキンフ
ィン(6)自体にもたせるバネ効果等の効果等に加え、
さらに一枚のパツキンフィン(6)で狭部C、C’を2
ケ所設けることができ、実質的にパツキンフィン(6)
の数を増やしたのと同等の効果を得ることができる3、 以上の実施例ではパツキンリングにパツキンフィンを接
合した場合を説明1.だが、直接ケーシングにパツキン
フィンを設けてもよい。このように直接ケーシングにパ
ツキンフィンを設けた場合でも、前述のようにパツキン
フィン自体にバネ効果をもたせることができるので、パ
ツキンリングを伸縮可能な固定部材で固定したのと同等
の効果を得ることができる。さらに本発明では漏洩通路
の広がりを防止できるので、蒸気漏洩減少のために設け
られているタービンロータ表面の円周溝の深さを小さく
又はなくしてしまうことが可能である。
この円周溝は熱応力の集中、蒸気密が起こり易く応力腐
食割れ、腐食疲労などのタービンロータの環境破壊の一
因となり、このように円周溝を小さく又はなくすことに
より、このようなタービンロー夕の環境破壊の一因全除
去することができ、タービンの信頼性を向上することが
できる。
また、タービンロータとケーシングとの隙間からの蒸気
漏洩を防止する他にケーシングと動翼との隙間、ノズル
ダイ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。
実施例−3 動翼(9)とケーシング(3)との隙間からの蒸気漏洩
を防止するためにラビリンスパツキンを用いた本発明の
実施例−3を第4図に概略的に示す。
ケーシング(3)には高熱膨張係数を有する板材(7)
と低熱膨張係数を有する板材(8)が接合されてなるパ
ツキンフィン(6)が固定されており、動翼(9)の回
転軸方向に複数個設けられている。このパツキンフィン
(6)は先端が細くなるように構成され、この先端が動
翼(4)に近接され、パツキンフィン(6)は板材(7
)から板材(8)に向かう方向に凸となるように湾曲し
ている。
このように構成されたラビリンスパツキンでは、効果に
より打消すことができるので、漏洩蒸気量を減少するこ
とができる。またパツキンフィン(6)はバネ効果を有
するので、伺らかの原因でパツキンフィン(6)が動翼
(9)に接触した場合でもこの接触を緩和することがで
き、動翼(9)に損傷を与えるの全防止できる。またパ
ツキンフィン(6)の先端が細く々っているため摩耗し
やすく、接触した場合でもパツキンフィン(6)が速や
かに摩耗し動翼(9)に損傷を与えるのを防止できる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、熱膨張によるター
ビン作動流体の漏洩通路の拡張に伴なう作動流体の漏洩
の増加を防止することができるので、タービン効率を向
上することができる。したがって大幅な燃料費の節約環
の利点も生じ非常に有効である、。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の詳細な説明するための蒸気タービンの
部分断面図、第2図は第1図生簀部aの拡大断面図、第
3図及び第4図は本発明の他の実施例を示す断面概略図
。 6・・・パツキンフィン 7.7′・・・高熱膨張係数を有する板材8.8′・・
・低熱膨張係数を有する板材(7317)  代理人 
弁理士 則 近 憲 佑 (ほか1名)第  !  図 α 第2図 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. タービン作動流体の漏洩通路に狭部及び拡大部を形成す
    るように設けられ之パツキンフィンを具備するラビリン
    スパツキンにおいて、前記パツキンフィンがタービン作
    動時の高温環境で漏洩通路を狭くする方向に変位するバ
    イメタルからなることを特徴とするラビリンスパツキン
JP11993282A 1982-07-12 1982-07-12 ラビリンスパツキン Granted JPS5912102A (ja)

Priority Applications (1)

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JP11993282A JPS5912102A (ja) 1982-07-12 1982-07-12 ラビリンスパツキン

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JP11993282A JPS5912102A (ja) 1982-07-12 1982-07-12 ラビリンスパツキン

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JPS5912102A true JPS5912102A (ja) 1984-01-21
JPS6259208B2 JPS6259208B2 (ja) 1987-12-10

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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02279655A (ja) * 1989-04-21 1990-11-15 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd アクリル酸エステルの製造方法
JPH02279654A (ja) * 1989-04-21 1990-11-15 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd メタクリル酸エステルの製造方法
JPH0352843A (ja) * 1989-07-21 1991-03-07 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd アクリル酸エステルの製造法
JPH0352842A (ja) * 1989-07-21 1991-03-07 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd メタクリル酸エステルの製造方法
JPH0499750A (ja) * 1990-08-17 1992-03-31 Sekisui Chem Co Ltd エステルの製造方法
EP1001138A1 (de) * 1998-11-10 2000-05-17 Asea Brown Boveri AG Spitzendichtung für Turbinenlaufschaufeln
EP1914388A1 (de) * 2006-10-20 2008-04-23 Siemens Aktiengesellschaft Dichtelement zur Abdichtung eines Leckagespalts zwischen einem Rotor und einem Stator einer thermischen Strömungsmaschine.
EP1914389A1 (de) * 2006-10-20 2008-04-23 Siemens Aktiengesellschaft Turbinenschaufel mit separatem Abdichtelement
KR20160142932A (ko) * 2015-06-03 2016-12-14 한국기계연구원 마모성이 개선된 시일부재
EP4269752A1 (en) * 2022-04-28 2023-11-01 Hamilton Sundstrand Corporation Additively manufactured multi-metallic adaptive rotor tip seals

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS49101714A (ja) * 1972-12-16 1974-09-26

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS49101714A (ja) * 1972-12-16 1974-09-26

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02279655A (ja) * 1989-04-21 1990-11-15 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd アクリル酸エステルの製造方法
JPH02279654A (ja) * 1989-04-21 1990-11-15 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd メタクリル酸エステルの製造方法
JPH0352843A (ja) * 1989-07-21 1991-03-07 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd アクリル酸エステルの製造法
JPH0352842A (ja) * 1989-07-21 1991-03-07 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd メタクリル酸エステルの製造方法
JPH0499750A (ja) * 1990-08-17 1992-03-31 Sekisui Chem Co Ltd エステルの製造方法
EP1001138A1 (de) * 1998-11-10 2000-05-17 Asea Brown Boveri AG Spitzendichtung für Turbinenlaufschaufeln
EP1914388A1 (de) * 2006-10-20 2008-04-23 Siemens Aktiengesellschaft Dichtelement zur Abdichtung eines Leckagespalts zwischen einem Rotor und einem Stator einer thermischen Strömungsmaschine.
EP1914389A1 (de) * 2006-10-20 2008-04-23 Siemens Aktiengesellschaft Turbinenschaufel mit separatem Abdichtelement
KR20160142932A (ko) * 2015-06-03 2016-12-14 한국기계연구원 마모성이 개선된 시일부재
EP4269752A1 (en) * 2022-04-28 2023-11-01 Hamilton Sundstrand Corporation Additively manufactured multi-metallic adaptive rotor tip seals

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JPS6259208B2 (ja) 1987-12-10

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