JPS6332463Y2 - - Google Patents

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JPS6332463Y2
JPS6332463Y2 JP1983149985U JP14998583U JPS6332463Y2 JP S6332463 Y2 JPS6332463 Y2 JP S6332463Y2 JP 1983149985 U JP1983149985 U JP 1983149985U JP 14998583 U JP14998583 U JP 14998583U JP S6332463 Y2 JPS6332463 Y2 JP S6332463Y2
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JP
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seal
turbine
fins
fin
rotor blade
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JP1983149985U
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  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、タービンの回転軸に沿う流体もれを
防ぐためのラビリンスシール装置に関し、特にそ
の回転軸に与える励振力を低減させたラビリンス
シール装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a labyrinth seal device for preventing fluid leakage along the rotating shaft of a turbine, and particularly to a labyrinth seal device that reduces the excitation force applied to the rotating shaft.

一般に、タービンにおいては、ケーシングの内
部と外部との間あるいは高圧部と低圧部との間の
流体もれを防ぐためにラビリンスシール装置が設
けられている。
Generally, a labyrinth seal device is provided in a turbine to prevent fluid leakage between the inside and outside of a casing or between a high pressure section and a low pressure section.

第1図はタービンの縦断面図であり、タービン
では高圧の流体(蒸気、ガス、水など)を入口管
1より供給され、ノズル2によつて上記高圧流体
の圧力の一部を速度に変え、動翼3に作用させ
る。
Figure 1 is a longitudinal cross-sectional view of a turbine. In the turbine, high-pressure fluid (steam, gas, water, etc.) is supplied through an inlet pipe 1, and a part of the pressure of the high-pressure fluid is converted into velocity through a nozzle 2. , act on the rotor blade 3.

これにより、その円板4および回転軸5は回転
させられて、動力が得られる。仕事をした流体は
出口管6より排出されるようになつており、回転
軸5はラジアル軸受7とスラスト軸受8で支持さ
れている。
Thereby, the disk 4 and rotating shaft 5 are rotated, and power is obtained. The fluid that has done work is discharged from an outlet pipe 6, and the rotating shaft 5 is supported by a radial bearing 7 and a thrust bearing 8.

そして、ケーシング9の内部と外部との間
(A,B部)およびケーシング9内の高圧部10
と低圧部11との間(C部)で、回転軸5に沿つ
て流体がもれるのを防止するため、回転軸5の周
面とこれに近接するケーシング9の内周面との間
に、複数のシールフインからなるラビリンスシー
ルがそなえられている。
The high pressure section 10 between the inside and outside of the casing 9 (parts A and B) and inside the casing 9
In order to prevent fluid from leaking along the rotating shaft 5 between the rotary shaft 5 and the low pressure section 11 (section C), there is a gap between the circumferential surface of the rotating shaft 5 and the inner circumferential surface of the casing 9 adjacent thereto. , a labyrinth seal consisting of multiple seal fins is provided.

これらのラビリンスシールは構造が簡単でもれ
を止める性能が良いので、上述のような高速回転
機械としてのタービンでは非常に良く使われてい
る。
These labyrinth seals have a simple structure and good performance in stopping leaks, so they are very often used in turbines, which are high-speed rotating machines such as those mentioned above.

ところが、最近のタービンの高出力化やコンパ
クト化に伴なつて、ラビリンスシールに起因する
流体的な作用により回転軸に振動が発生するとい
う問題が生じている。このシールの流体的な作用
については現在世界中で研究が進められつつある
ところであり、シールによる振動を助長する力は
シールフイン間のポケツト内の圧力脈動によつて
起こるということが今までにわかつている。
However, as turbines have recently become more powerful and more compact, a problem has arisen in that vibrations are generated in the rotating shaft due to fluid action caused by labyrinth seals. Research is currently being conducted around the world on the fluid behavior of this seal, and it has not been discovered to date that the force that promotes vibration due to the seal is caused by pressure pulsations within the pocket between the seal fins. There is.

すなわち、第2図(第1図のC部拡大図)に示
すように、入口フイン18と出口フイン19とで
囲まれたポケツト20(幅L,直径D)内の圧力
脈動(ΔP)によつて次式で示す励振力Fが回転
軸4に与えられるのである。
That is, as shown in FIG. 2 (an enlarged view of part C in FIG. 1), pressure pulsations (ΔP) within the pocket 20 (width L, diameter D) surrounded by the inlet fin 18 and the outlet fin 19 cause An excitation force F expressed by the following equation is then applied to the rotating shaft 4.

F=ΔP・L・D …(a) なお、第2図において符号16はシユラウド、
符号17はシール天井を示しており、符号21は
シユラウド16を動翼3にかしめ取付けるための
テノンを示している。
F=ΔP・L・D…(a) In Fig. 2, the symbol 16 is the shroud,
Reference numeral 17 indicates a seal ceiling, and reference numeral 21 indicates a tenon for attaching the shroud 16 to the rotor blade 3 by caulking.

本考案は、上述のような実情に鑑み、シールフ
イン間のポケツト幅を小さくすることによつて、
回転軸に与えられる励振力を小さくして、タービ
ンの振動安定性を向上させたタービン用ラビリン
スシール装置を提供することを目的とする。
In view of the above-mentioned circumstances, the present invention has been developed by reducing the pocket width between the seal fins.
It is an object of the present invention to provide a labyrinth seal device for a turbine that reduces the excitation force applied to the rotating shaft and improves the vibration stability of the turbine.

このため本考案のタービン用ラビリンスシール
装置は、タービンの動翼先端部とケーシングとの
間における流体のもれを防止するためにケーシン
グに植込まれた複数のシールフインからなるラビ
リンスシール装置において、前記動翼先端部の一
方の端部にのみ対向するよう狭い間隔で2枚のシ
ールフインが設けられるとともに前記2枚のシー
ルフインの高圧側のシールフインの長さが低圧測
シールフインの長さよりも長くされ、これら2枚
のシールフインに対向する動翼先端部周面に前記
2枚のシールフインの長さに対応する段差が形成
されたことを特徴としている。
Therefore, the labyrinth seal device for a turbine of the present invention is a labyrinth seal device consisting of a plurality of seal fins implanted in a casing in order to prevent fluid leakage between the tip of a rotor blade of a turbine and a casing. Two seal fins are provided at a narrow interval so as to face only one end of the rotor blade tip, and the length of the seal fin on the high pressure side of the two seal fins is made longer than the length of the low pressure seal fin. The present invention is characterized in that a step corresponding to the length of the two seal fins is formed on the circumferential surface of the rotor blade tip facing the two seal fins.

以下図面により、本考案の一実施例としてのタ
ービン用ラビリンスシール装置について説明する
と、第3図はタービンの動翼先端部とケーシング
との間に用いられた上記装置を第2図に対応させ
て示す縦断面図、第4図はもれ流体の流れを示す
模式図であつて、図中第1,2図と同じ符号は同
様の部分を示している。
A labyrinth seal device for a turbine as an embodiment of the present invention will be explained below with reference to the drawings. FIG. 3 shows the above device used between the tip of a rotor blade of a turbine and a casing corresponding to FIG. 2. The longitudinal sectional view shown in FIG. 4 is a schematic diagram showing the flow of leaked fluid, and the same reference numerals as in FIGS. 1 and 2 indicate the same parts.

タービンの回転軸に沿つて高圧部10から低圧
部11へ流体がもれるのを防止すべく、2枚のシ
ールフイン(入口シールフイン18、出口シール
フイン19)が狭い間隔L′でケーシングのシール
天井17に植込まれている。
In order to prevent fluid from leaking from the high pressure section 10 to the low pressure section 11 along the rotation axis of the turbine, two seal fins (inlet seal fin 18, outlet seal fin 19) are attached to the seal ceiling 17 of the casing with a narrow interval L'. It is implanted.

また、この位置は動翼先端部としてのシユラウ
ドの一方の端に対応する位置となつている。
Further, this position corresponds to one end of the shroud as the tip of the rotor blade.

なお、シールフインの寸法は、高圧側(入口
側)シールフイン18が低圧側(出口側)シール
フイン19よりも長く構成されている。
The dimensions of the seal fins are such that the seal fin 18 on the high pressure side (inlet side) is longer than the seal fin 19 on the low pressure side (outlet side).

したがつてこのシールフインの寸法に対応する
よう、動翼先端部としてのシユラウド16に段差
hが形成される。
Therefore, a step h is formed in the shroud 16 as the tip of the rotor blade to correspond to the size of the seal fin.

上述の構成により、入口シールフイン18と出
口シールフイン19とで囲まれたポケツト20の
幅L′は従来に比べて非常に小さくなるので、ポケ
ツト20内のもれ流体の圧力脈動によつて回転軸
に与えられる励振力F〔式(a)参照〕は大幅に低減
されるのである。
With the above-described configuration, the width L' of the pocket 20 surrounded by the inlet seal fin 18 and the outlet seal fin 19 is much smaller than in the past, so that the pressure pulsations of the leaking fluid inside the pocket 20 cause pressure pulsations in the rotating shaft. The applied excitation force F [see equation (a)] is significantly reduced.

そして、近接して設けられた入口シールフイン
18と出口シールフイン19とのそれぞれが対向
するシユラウド16の面部には段差hが形成され
ているので、もれ流体の流れは第4図に示したよ
うになり、高圧側から低圧側へのもれ流体の吹き
抜けが防止されるようになつて、入口シールフイ
ン18と出口シールフイン19とが近接して設け
られても、そのシール作用が低下することはな
い。
Since a step h is formed on the surface of the shroud 16 where the inlet seal fin 18 and the outlet seal fin 19, which are provided close to each other, face each other, the leakage fluid flows as shown in FIG. As a result, leakage of fluid from the high-pressure side to the low-pressure side is prevented, and even if the inlet seal fin 18 and the outlet seal fin 19 are provided close to each other, their sealing action will not deteriorate.

さらに本実施例では第3図に示すように、シー
ル天井17の低圧側とシユラウド16との間〓が
大きくされており、これによつて、さらに励振力
Fが低減される効果が得られる。
Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the distance between the low-pressure side of the seal ceiling 17 and the shroud 16 is increased, thereby achieving the effect of further reducing the excitation force F.

なお、本実施例では、入口シールフイン18、
出口シールフイン19をシール天井17の高圧側
(シール入口部22)に接近して設けたが、シー
ル天井17の低圧側(シール出口部23)に接近
して設けてもほぼ同様の作用と効果が得られる。
Note that in this embodiment, the inlet seal fin 18,
Although the outlet seal fin 19 is provided close to the high pressure side (seal inlet section 22) of the seal ceiling 17, substantially the same operation and effect can be obtained even if the outlet seal fin 19 is provided close to the low pressure side (seal outlet section 23) of the seal ceiling 17. can get.

以上詳述したように、本考案のタービン用ラビ
リンスシール装置によれば、タービンの動翼先端
部とケーシングとの間における流体のもれを防止
するためにケーシングに植込まれた複数のシール
フインからなるラビリンスシール装置において、
前記動翼先端部の一方の端部にのみ対向するよう
狭い間隔で2枚のシールフインが設けられるとと
もに前記2枚のシールフインの高圧側のシールフ
インの長さが低圧測シールフインの長さよりも長
くされ、これら2枚のシールフインに対向する動
翼先端部周面に前記2枚のシールフインの長さに
対応する段差が形成されるという極めて簡素な構
成で、そのシール作用を低下させることなく、回
転軸に与える励振力を大幅に低減させることが可
能となり、タービンの振動安定性を著しく向上さ
せる利点がある。
As described in detail above, according to the labyrinth seal device for a turbine of the present invention, a plurality of seal fins installed in the casing in order to prevent fluid leakage between the tip of the rotor blade of the turbine and the casing. In the labyrinth seal device,
Two seal fins are provided at a narrow interval so as to face only one end of the rotor blade tip, and the length of the seal fin on the high pressure side of the two seal fins is longer than the length of the low pressure measuring seal fin, It has an extremely simple structure in which a step corresponding to the length of the two seal fins is formed on the circumferential surface of the rotor blade tip facing these two seal fins. It becomes possible to significantly reduce the applied excitation force, which has the advantage of significantly improving the vibration stability of the turbine.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はタービンおよび同タービンにおけるラ
ビリンスシール装置の使用例を示す縦断面図、第
2図は第1図のC部拡大図であり、第3,4図は
第1図に示すタービンのC部に用いられた本考案
の一実施例としてのタービン用ラビリンスシール
装置を示すもので、第3図はその縦断面図、第4
図はもれ流体の流れを示す模式図である。 3……動翼、4……円板、10……高圧部、1
1……低圧部、16……シユラウド、17……シ
ール天井、18……入口シールフイン、19……
出口シールフイン、20……ポケツト、21……
テノン、22……シール入口部、23……シール
出口部。
FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view showing a turbine and an example of how the labyrinth seal device is used in the turbine, FIG. 2 is an enlarged view of section C in FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 are C sections of the turbine shown in FIG. This figure shows a labyrinth seal device for a turbine as an embodiment of the present invention used in the
The figure is a schematic diagram showing the flow of leakage fluid. 3... Moving blade, 4... Disc, 10... High pressure section, 1
1...Low pressure section, 16...Shroud, 17...Seal ceiling, 18...Inlet seal fin, 19...
Outlet seal fin, 20...Pocket, 21...
Tenon, 22... Seal inlet section, 23... Seal outlet section.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] タービンの動翼先端部とケーシングとの間にお
ける流体のもれを防止するためにケーシングに植
込まれた複数のシールフインからなるラビリンス
シール装置において、前記動翼先端部の一方の端
部にのみ対向するよう狭い間隔で2枚のシールフ
インが設けられるとともに前記2枚のシールフイ
ンの高圧側のシールフインの長さが低圧測シール
フインの長さよりも長くされ、これら2枚のシー
ルフインに対向する動翼先端部周面に前記2枚の
シールフインの長さに対応する段差が形成された
ことを特徴とする、タービン用ラビリンスシール
装置。
In a labyrinth seal device consisting of a plurality of seal fins embedded in a casing in order to prevent fluid leakage between the tip of the rotor blade and the casing of a turbine, a labyrinth seal device that faces only one end of the tip of the rotor blade Two seal fins are provided at a narrow interval so that the seal fin on the high pressure side of the two seal fins is longer than the length of the low pressure seal fin, and the circumference of the rotor blade tip facing these two seal fins is A labyrinth seal device for a turbine, characterized in that a step corresponding to the length of the two seal fins is formed on the surface.
JP14998583U 1983-09-28 1983-09-28 Labyrinth seal device for turbines Granted JPS6058967U (en)

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JP14998583U JPS6058967U (en) 1983-09-28 1983-09-28 Labyrinth seal device for turbines

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JP14998583U JPS6058967U (en) 1983-09-28 1983-09-28 Labyrinth seal device for turbines

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Publication Number Publication Date
JPS6058967U JPS6058967U (en) 1985-04-24
JPS6332463Y2 true JPS6332463Y2 (en) 1988-08-30

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ID=30332780

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JP14998583U Granted JPS6058967U (en) 1983-09-28 1983-09-28 Labyrinth seal device for turbines

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Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54167306U (en) * 1978-05-17 1979-11-26

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JPS6058967U (en) 1985-04-24

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