KR101516102B1 - 축 시일 장치 및 이것을 구비하는 회전 기계 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 축 시일 장치 및 이것을 구비한 회전 기계는, 하우징(9)으로부터 회전축(6)의 직경 방향 내측으로 향하여 연장되는 박판 시일편(20)을 회전축(6)의 둘레 방향으로 복수 적층시켜 구성되는 시일체(12)와, 상기 시일체(12)의 저압측을 따라서 배치되며, 고압측으로부터 저압측으로 향하여 작용하는 유체의 압력에 의해서 저압측을 향하는 판면(17d)이 축선 방향에 대향하는 하우징(9)의 내벽면(9e)에 가압되는 저압측 사이드 시일판(17)을 마련하고, 저압측 사이드 시일판(17)의 직경 방향 내측에, 시일체(12)의 저압측을 따라서 직경 방향 내측을 향하는 다운 플로우(d)를 차단하는 볼록부(9f)를 형성하고, 하우징(9)에, 볼록부(9f)에 의해서 차단된 다운 플로우(d)를 저압측 영역에 인도하는 연통로(9g)를 형성한다.

Description

축 시일 장치 및 이것을 구비하는 회전 기계{SHAFT SEALING DEVICE, AND ROTARY MACHINE EQUIPPED THEREWITH}

본 발명은 로터와 스테이터와의 사이의 환상 공간을 밀봉하여, 이 환상 공간을 저압측 영역과 고압측 영역으로 나누는 축 시일 장치 및 이것을 구비하는 회전 기계에 관한 것이다.

본원은, 2010년 12월 27일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제 2010-290144 호에 대해 우선권을 주장하며 그 내용을 여기에 원용한다.

가스 터빈, 증기 터빈 등의 회전 기계에 있어서 로터의 주위에는, 고압측으로부터 저압측으로 흐르는 작동 유체의 누출량을 줄이기 위해서, 축 시일 장치가 마련되어 있다. 이 축 시일 장치의 일 예로서 예를 들면, 이하의 특허문헌 1에 기재된 축 시일 장치가 알려져 있다.

이 축 시일 장치는 스테이터에 마련된 하우징과, 다수의 박판 시일편으로 구성되는 시일체를 구비하고 있다.

시일체는, 다수의 박판 시일편이 각각의 두께 방향을 로터의 둘레 방향을 향하며, 서로 미소 간극을 두고 적층되어 있다. 각 박판 시일편은, 그 직경 방향 내측의 단부(선단)가 그 직경 방향 외측의 단부(후단)보다 로터의 회전 방향 전방측에 위치하도록 경사져 배치되고, 후단이 서로 연결되며, 또한 선단이 자유단이다.

이와 같이 구성되는 축 시일 장치에 있어서는, 로터가 정지되어 있을 때는 각 박판 시일편의 선단이 로터와 접촉하고 있다. 그리고, 로터가 회전하면 상기 로터의 회전에 의해서 생기는 동압 효과에 의해, 박판 시일편의 선단이 로터의 외주로부터 부상(浮上)하여 로터와 비접촉 상태가 된다. 이 때문에, 이 축 시일 장치에서는, 각 박판 시일편의 마모가 억제되어, 시일 수명이 길어진다.

또한, 상기 축 시일 장치에는, 시일체의 저압측을 둘레 방향에 걸쳐서 덮는 저압측 사이드 시일판과 시일체의 고압측을 둘레 방향에 걸쳐서 덮는 고압측 사이드 시일판이 마련되어 있다. 그리고, 이들 저압측 사이드 시일판과 고압측 사이드 시일판의 직경 방향 치수를 조정함으로써, 박판 시일편의 고압측의 공간 및 저압측의 공간의 크기를 규정하고, 상술한 동압 효과에 의한 부상력을 보조하도록 미소 간극의 가스 압력 분포를 설정하고 있다.

일본 특허 제 3616016 호 공보

그런데, 상술한 축 시일 장치에 있어서는, 로터 및 스테이터의 열 변형에 따르는 로터의 편심(偏心)이나, 박판 시일편으로부터 로터에 대한 예압의 감소에 의해서, 박판 시일편의 선단과 로터의 외주면과의 사이에 예기하지 않은 크기의 간극이 생겨 버리는 경우가 있다. 이 경우, 박판 시일편의 저압측을 따라서 유통하는 다운 플로우에 의해서, 상기 박판 시일편의 선단에 플러터링(fluttering)이 생기는 경우가 있었다.

즉, 박판 시일편의 저압측에 있어서는, 상술한 저압측 사이드 시일판 및 고압측 사이드 시일판에 의한 압력 분포에 기인하여, 로터의 직경 방향 내측을 향한 유체의 흐름(다운 플로우)이 발생한다. 이 때, 박판 시일편의 선단과 로터의 외주면과의 사이에 간극이 형성되어 있으면, 상기 간극의 흐름과 상기 다운 플로우에 의한 흐름에 의해서 교란이 생겨, 박판 시일편의 선단 부근에서 플러터링이 생길 가능성이 있다.

본 발명은 이와 같은 사정을 고려하여 이루어진 것이며, 박판 시일편의 플러터링을 억제하여 내구성을 향상시킬 수 있는 축 시일 장치, 및 이 축 시일 장치를 구비하는 회전 기계를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제 1 태양에 따른 축 시일 장치는, 로터와 상기 로터의 외주측을 둘러싸는 스테이터와의 사이의 환상 공간에 마련되며, 상기 환상 공간을 상기 로터의 축선 방향에서 저압측 영역과 고압측 영역으로 나누는 축 시일 장치로서, 상기 스테이터에 고정되는 하우징과, 상기 하우징으로부터 상기 로터의 직경 방향 내측으로 향하여 연장되는 박판 시일편을 상기 로터의 둘레 방향으로 복수 적층시켜서 구성되는 시일체와, 상기 시일체의 저압측을 따라서 배치되며, 고압측으로부터 저압측으로 향하여 작용하는 유체의 압력에 의해서 저압측을 향하는 면이 상기 축선 방향에 대항하는 상기 하우징의 내벽면에 가압되는 판 형상체를 구비하고, 상기 판 형상체의 상기 직경 방향 내측에, 상기 시일체의 저압측을 따라서 상기 직경 방향 내측으로 향하는 유체의 흐름을 차단하는 차단부가 형성되며, 상기 하우징에, 상기 차단부에 의해서 차단된 상기 유체의 흐름을 상기 저압측 영역에 인도하는 연통로가 형성되어 있다.

이와 같은 축 시일 장치에 의하면, 시일체의 저압측을 로터의 직경 방향 내측으로 향하는 흐름, 즉, 다운 플로우는 판 형상체의 직경 방향 내측에 위치하는 차단부에 의해서 차단된다. 그리고, 이와 같이 차단된 다운 플로우에 근거하는 유체의 흐름은 하우징에 형성된 연통로를 거쳐서 저압측 영역에 인도된다. 이것에 의해, 다운 플로우가 박판 시일편에 있어서의 로터의 직경 방향 내측의 단부, 즉, 박판 시일편의 선단에 도달하는 것을 회피할 수 있다.

따라서, 박판 시일편의 선단과 로터와의 사이에 예기치 않은 간극이 형성되었을 경우라도, 상기 박판 시일편의 선단에 있어서 상기 다운 플로우에 근거하는 흐름의 교란이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 제 2 태양에 따른 축 시일 장치에 있어서, 상기 차단부는, 상기 축선 방향에 서로 대향하는 상기 시일체와 상기 하우징의 내벽면과의 적어도 한쪽으로부터 다른쪽으로 향하여 돌출하는 볼록부에 의해서 구성되어 있다.

즉, 상기 차단부는, 상기 시일체, 및 상기 시일체와 상기 축선 방향을 서로 향하는 상기 하우징의 내벽면 중 어느 한쪽에 마련되며, 다른쪽으로 향하여 돌출하는 볼록부를 포함한다.

이것에 의해서, 박판 시일편의 저압측을 따라서 흐르는 다운 플로우를 확실하게 차단할 수 있다.

또한, 본 발명의 제 3 태양에 따른 축 시일 장치에 있어서, 상기 차단부는, 상기 판 형상체의 상기 직경 방향 내측의 단부로부터 더욱 상기 직경 방향 내측으로 향하여 연장하는 리브를 거쳐서 마련되며, 상기 로터의 둘레 방향으로 연장하는 원호 형상 부재라도 좋다.

이것에 의해서, 박판 시일편의 저압측을 따라서 유통하는 다운 플로우를 확실히 차단할 수 있다.

또한, 본 발명의 제 4 태양에서는 제 1 내지 제 3 태양 중 어느 하나의 태양에 따른 축 시일 장치에 있어서, 상기 연통로는 상기 둘레 방향으로 간격을 두고 복수 형성되어 있다.

이것에 의해서, 차단부에 의해서 차단된 다운 플로우를 효과적으로 저압측 영역에 인도할 수 있다.

또한, 본 발명의 제 5 태양에 따른 축 시일 장치에 있어서는, 상기 하우징의 상기 내벽면에, 복수의 상기 연통로에 있어서의 상기 저압측의 개구를 서로 접속하는 홈부가 형성되어 있다.

연통로가 복수 마련되어 있는 경우, 하우징의 내벽면의 둘레 방향에 연통로가 존재하는 영역과 연통로가 존재하지 않는 영역이 교대로 배치되기 때문에, 차단부에 의해서 차단된 다운 플로우에 근거하는 흐름이 불균일하게 되어, 상기 다운 플로우를 원활하게 저압측 영역에 도입할 수 없게 된다.

이것에 대하여 본 발명의 제 5 태양에 있어서는, 하우징에 있어서의 시일체와 대향하는 내벽면에 복수의 연통로를 접속하는 홈부가 형성되어 있다. 그 때문에, 상기 내벽면의 형상이 둘레 방향으로 균일하게 되어, 다운 플로우에 근거하는 흐름이 불균일하게 되는 것을 회피할 수 있다.

또한, 본 발명의 제 6 태양에 따른 회전 기계는 상기 어느 하나의 축 시일 장치를 구비한다.

이와 같은 회전 기계에 의하면, 상기 어느 하나의 축 시일 장치를 구비하기 때문에, 박판 시일편의 선단에 있어서 다운 플로우에 근거하는 흐름의 교란이 발생하는 것을 회피할 수 있다. 따라서, 축 시일 장치가 장수명으로 되어 유지 보수성이 뛰어난 회전 기계로 할 수 있다.

본 발명에 따른 축 시일 장치 및 이것을 구비한 회전 기계에 의하면, 박판 시일편의 저압측을 따라서 유통하는 다운 플로우가 상기 박판 시일편의 선단에 도달하는 것을 회피함으로써, 박판 시일편의 선단에 있어서 상기 다운 플로우에 근거하는 흐름의 혼란이 발생하는 것을 회피할 수 있다. 이것에 의해서, 박판 시일편에 플러터링이 발생하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 내구성을 향상시키는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 가스 터빈(회전 기계)의 개략 전체 구성도,
도 2는 도 1에 있어서의 S1-S1 선 단면도,
도 3은 도 2에 있어서의 S2-S2 선 단면도,
도 4는 시일 세그먼트를 축선 방향에서 본 개략도,
도 5는 도 3에 있어서의 S3-S3 선 단면도,
도 6은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 시일 세그먼트의 미소한 간극에 형성되는 작동 유체의 가스 압력 분포도,
도 7은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 시일 세그먼트에 있어서의 박판 시일편의 중요부 단면도로서, 회전축의 축선 방향으로 교차하는 몸통부의 절단면을 도시하는 동시에 몸통부에 작용하는 압력을 벡터로 나타낸 도면,
도 8은 하우징의 내벽면에 복수의 연통로의 개구를 접속하는 홈부를 형성한 예를 설명하는 도면,
도 9는 연통로가 슬릿 형상으로 형성되어 있는 예를 설명하는 도면,
도 10은 볼록부를 별도의 부재로 하여 마련한 예를 설명하는 도면,
도 11은 시일체의 볼록부를 마련한 예를 설명하는 도면,
도 12는 시일체의 볼록부를 마련한 예를 설명하는 도면,
도 13은 제 2 실시형태의 축 시일 장치의 종단면도.
도 14는 도 13의 S4-S4 선 단면도.

본 발명의 제 1 실시형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 가스 터빈(회전 기계)(1)의 개략 전체 구성도이다.

가스 터빈(1)은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 다량의 공기를 내부에 도입하여 압축하는 압축기(회전 기계)(2)와, 이 압축기(2)에서 압축된 압축 공기에 연료를 혼합하여 연소시키는 연소기(3)와, 연소기(3)로부터 도입된 연소 가스의 열에너지를 회전 에너지로 변환하는 가스 터빈(회전 기계)(4)을 구비하고 있다.

압축기(2) 및 터빈(4)은, 각각 일체로 되어 회전하도록 연결된 로터(2A, 4A)와, 로터(2A, 4A)를 둘러싸는 스테이터(2B, 4B)를 구비하고 있다. 또한, 이하의 설명에 있어서는, 특별히 언급하지 않는 한, 로터(2A, 4A)의 축선(O) 방향을 단순히 「축선(O) 방향」, 로터(2A, 4A)의 둘레 방향을 단순히 「둘레 방향」, 로터(2A, 4A)의 직경 방향을 단순히 「직경 방향」이라 한다.

로터(2A, 4A)는, 회전축(6c, 6)과 축선(O) 방향으로 간격을 두고 고정되어 있는 복수의 환상 동익 그룹(7c, 7)을 갖고 있다. 각 환상 동익 그룹(7c, 7)은, 회전축(6c, 6)의 외주에, 둘레 방향으로 서로 간격을 두고 고정되어 있는 복수의 동익을 갖고 구성되어 있다.

스테이터(2B, 4B)는, 각각 케이싱(2b, 4b)과, 케이싱(2b, 4b) 내에 있어서 축선(O) 방향으로 간격을 두고 고정된 복수의 환상 정익 그룹(5c, 5)을 구비하고 있다. 환상 정익 그룹(5c, 5)은, 각 케이싱(2b, 4b) 내면에, 둘레 방향으로 서로 간격을 두고 고정되어 있는 복수의 정익을 갖고 있다. 각 정익의 선단에는, 허브 슈라우드가 형성되어 있다. 이 허브 슈라우드(스테이터)가 둘레 방향으로 연결되고 전체적으로 원환상이 되어 회전축(6c, 6)의 외주를 둘러싸고 있다.

이 환상 정익 그룹(5c, 5)은, 각각 복수의 환상 동익 그룹(7c, 7)과 축선(O) 방향으로 교대로 배치되어 있다.

압축기(2) 및 터빈(4)에는, 고압측으로부터 저압측으로 작동 유체(압축 공기 또는 연소 가스)(g)가 축선(O) 방향으로 누출하는 것을 방지하기 위해, 도 1에 도시하는 바와 같이, 각 환상 정익 그룹(5c, 5)의 허브 슈라우드에 축 시일 장치(10c, 10)가 마련되어 있다. 또한, 케이싱(2b, 4b)이 회전축(6c, 6)을 지지하는 베어링 부(스테이터)(2c, 4c)에 있어서도, 작동 유체(g)가 고압측으로부터 저압측으로 누출하는 것을 방지하기 위해, 축 시일 기구(10c, 10)가 마련되어 있다.

이하, 터빈(4)의 축 시일 장치(10)의 실시형태에 대하여 설명한다. 또한, 이하에서는, 터빈(4)의 축 시일 장치(10)에 대해 설명하지만, 압축기(2)의 축 시일 장치(10c)나, 기본적으로 동일한 구성이므로, 이 설명을 생략한다.

도 2는 도 1에 있어서의 S1-S1 선 단면도이며, 도 3은 도 2에 있어서의 S2-S2 선 단면도이다.

터빈(4)의 축 시일 장치(10)는, 환상 정익 그룹(5)의 허브 슈라우드와 베어링부(4c)의 내주면에 각각 지지된 원환상의 하우징(9) 내에, 원호 형상으로 연장되는 시일 세그먼트(11)를 둘레 방향으로 복수(본 실시형태에서는 8개) 배치함으로써 구성되어 있다.

하우징(9)은 회전축(6)의 외주를 따라서 둘레 방향 전체 둘레에 연장되어 있으며, 그 내부에는, 직경 방향 내측으로부터 외측으로 향하여 패인 원환상의 수용 공간(9a)이 형성되어 있다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 하우징(9)의 수용 공간(9a)은, 그 개구측, 즉, 직경 방향 내측의 부분이, 폭 치수[축선(O) 방향의 치수]가 작게 형성된 내방측 공간(9b)으로 되어 있다. 또한, 수용 공간(9a)의 개구로부터 직경 방향 외측으로 이격한 공간, 즉, 내방측 공간(9b)보다도 직경 방향 외측의 공간이, 폭 치수가 크게 형성된 외방측 공간(9c)이다. 이들 내방측 공간(9b)과 외방측 공간(9c)은 서로 연통한 상태이다.

즉, 하우징(9)의 수용 공간(9a)은 내방측 공간(9b)과, 외방측 공간(9c)을 포함하고 있다. 내방측 공간(9b)은 수용 공간(9a)의 직경 방향 내측에, 외방측 공간(9c)은 수용 공간(9a)의 직경 방향 외측에 형성되어 있다. 내방측 공간(9b)의 축선(O) 방향의 폭은 외방측 공간(9c)의 폭 보다 작으며, 내방측 공간(9b)은 외방측 공간(9c)과 서로 연통하고 있다.

시일 세그먼트(11)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 다수의 박판 시일편(20)으로 구성되는 시일체(12)(도 4 참조)와 단면 U자 형상을 이루고 다수의 박판 시일편(20)을 보지하는 보지 링(13, 14)과, 시일체(12)를 직경 방향 내측으로 향하여 부세하는 탄성체(15)와, 시일체(12)를 축선(O) 방향으로부터 사이에 두도록 마련된 고압측 사이드 시일판(16) 및 저압측 사이드 시일판(17)으로 구성되어 있다.

도 4는 시일 세그먼트(11)를 축선(0) 방향에서 본 개략도이다.

시일체(12)는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 박판 형상의 박판 시일편(20)이 다수 적층되며(도 2 참조), 이들 다수매의 박판 시일편(20)의 직경 방향 외측의 단부, 즉, 박판 시일편(20)의 후단(20a)측은 서로 연결되어 있다.

이 박판 시일편(20)은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 주로 얇은 강판에 의해서 형성된 부재이며, 회전축(6)의 둘레 방향에서 보아 T자 형상으로 형성되며, 그 폭 방향이 회전축(6)의 축선(O) 방향을 향하여 배치되어 있다. 환언하면, 박판 시일편(20)은, 그 두께 방향이 회전축(6)의 둘레 방향을 향하여 배치되어 있다.

이 박판 시일편(20)은 헤드부(21)와, 이 헤드부(21)보다 폭 치수 및 두께 치수가 작게 형성되어 있는 몸통부(23)와, 헤드부(21)와, 몸통부(23)의 사이에 위치하며, 이들보다 폭 치수가 작게 형성되어 있는 목부(22)를 갖고 있다. 이 박판 시일편(20)은 회전축(6)의 직경 방향 외측으로부터 직경 방향 내측으로 향하여 헤드부(21), 목부(22), 몸통부(23)의 순차로 연속하도록 형성되어 있다.

다수의 박판 시일편(20)은 각각의 헤드부(21)가 서로 용접되며, 서로 연결되어 있다. 또한, 다수의 박판 시일편(20)의 몸통부(23)는, 탄성 변형 가능하며, 각각의 몸통부(23)의 직경 방향 내측의 단부, 즉 상기 박판 시일편(20)의 선단(20b)이 자유단이다. 그리고, 회전축(6)의 정지시에 있어서는, 각 박판 시일편(20)의 선단(20b)측이 회전축(6)에 소정의 예압으로 접촉한다.

다수의 박판 시일편(20)은, 도 4에 도시하는 바와 같이, 서로 둘레 방향으로 미소 간극(s)을 두고 배열되어 있다. 다수의 박판 시일편(20)은, 헤드부(21)의 두께 치수가 목부(22) 및 몸통부(23)의 두께 치수보다 큰 것에 의해, 각각의 두께 방향으로 서로 인접하는 2개의 박판 시일편(20)의 몸통부(23) 사이에 미소 간극(s)이 형성된다.

보지 링(13, 14)은 회전축(6)의 둘레 방향으로 연장되는 부재로서, 모두 축선(O)을 포함하는 단면에 있어서 U자 형상으로 형성되어 있다. 각 보지 링(13, 14)의 U자의 내측을 구성하는 홈부의 폭[회전축(6)의 직경 방향에 있어서의 홈부의 치수]은, 박판 시일편(20)의 헤드부(21)의, 직경 방향에 있어서의 치수보다 약간 크다. 박판 시일편(20)의 헤드부(21)의 고압측의 부분은 보지 링(13)의 홈부 내에 끼워지며, 박판 시일편(20)의 헤드부(21)의 저압측의 부분은 보지 링(14)의 홈부 내에 끼워져 있다. 이것에 의해, 다수의 박판 시일편(20)의 헤드부(21)는 보지 링(13, 14)에 의해 보지되어 있다.

고압측 사이드 시일판(16) 및 저압측 사이드 시일판(17)은 모두 두께 방향이 축선(O) 방향을 향하며, 회전축(6)의 축선(O) 방향에서 본 형상이 원호 띠 형상을 형성하고 있다. 또한, 고압측 사이드 시일판(16) 및 저압측 사이드 시일판(17)은, 직경 방향 외측의 단부의 베이스부(16a, 17a)와, 상기 베이스부(16a, 17a)로부터 직경 방향 내측으로 향하여 연장되는 시일판부(16b, 17b)를 갖고 있다. 베이스부(16a, 17a)는, 그 두께[축선(O) 방향 치수]가 시일판부(16b, 17b)의 두께보다 두껍고, 시일판부(16b, 17b)를 기준으로 하여 축선(O) 방향으로 돌출하고 있다. 또한, 저압측 사이드 시일판(17)의 직경 방향 치수는, 고압측 사이드 시일판(16)의 직경 방향 치수보다 짧게 설정되어 있다.

고압측 사이드 시일판(16)의 베이스부(16a)는, 박판 시일편(20)의 헤드부(21)와 몸통부(23) 사이의 고압측의 패인 곳에 인입된 상태로, 보지 링(13)에 의해서 고압측으로부터 가압되어 있다.

이것에 의해서, 고압측 사이드 시일판(16)의 저압측을 향하는 판면(16c)이 시일체(12)의 고압측을 덮도록 고정되어 있다.

또한, 제 1 실시형태에 있어서는, 고압측 사이드 시일판(16)의 직경 방향 내측의 단부, 즉, 고압측 사이드 시일판(16)의 선단은 수용 공간(9a)의 직경 방향 내측의 개구까지 연장되어 있다. 이것에 의해서, 수용 공간(9a)으로부터 직경 방향 내측으로 향하여 연장되는 박판 시일편(20)의 선단(20b)은 고압측 사이드 시일판(16)의 선단보다 직경 방향 내측으로 연장되어 있다.

저압측 사이드 시일판(17)의 베이스부(17a)는, 박판 시일편(20)의 헤드부(21)와 몸통부(23) 사이의 저압측의 패인 곳에 인입한 상태로, 보지 링(14)에 의해서 저압측으로부터 가압되어 있다.

베이스부(17a)는 박판 시일편(20)의 목부(22)와 보지 링(14) 사이에 끼워져 있다.

이것에 의해서 저압측 사이드 시일판(17)의 고압측을 향하는 판면(17c)이 시일체(12)의 저압측을 덮도록 고정되어 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서는, 저압측 사이드 시일판(17)의 직경 방향 내측의 단부, 즉, 저압측 사이드 시일판(17)의 선단은 수용 공간(9a)의 직경 방향 내측의 개구보다 직경 방향 외측에 위치하고 있다.

이 시일 세그먼트(11)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 하우징(9)의 수용 공간(9a)에 클리어런스를 갖고 수용되어 있다.

보다 구체적으로는, 박판 시일편(20)의 헤드부(21)를 보지한 보지 링(13, 14)이 수용 공간(9a)의 외방측 공간(9c)에 수용되어 있으며, 고압측 사이드 시일판(16) 및 저압측 사이드 시일판(17)과, 박판 시일편(20)의 몸통부(23)가 수용 공간(9a)의 내방측 공간(9b)에 수용되어 있다. 그리고, 수용 공간(9a)의 개구로부터 회전축(6)을 향하여 몸통부(23)의 선단, 즉, 박판 시일편(20)의 선단(20b)이 돌출하고 있다.

이 시일 세그먼트(11)는, 보지 링(13, 14)이 하우징(9)의 외방측 공간(9c)의 내벽면에 간섭하여 직경 방향의 변위가 제한되어 있는 동시에, 고압측 사이드 시일판(16) 및 저압측 사이드 시일판(17)이 하우징(9)의 내방측 공간(9b)의 내벽면에 간섭하며 축선(O) 방향의 변위가 소정 범위로 제한되어 있다. 또한, 이 시일 세그먼트(11)는 외방측 공간(9c)에 배설된 탄성체(15)에 의해서 직경 방향 내측에 부세되어 있다.

상술한 시일 세그먼트(11)는, 가스 터빈(1)을 가동시키면, 연소 가스(g)의 압력에 의해서 저압측으로 변위하며, 도 3에 도시하는 바와 같이, 저압측 사이드 시일판(17)의 판면(17d)이 축선(O) 방향에 대향하는 하우징(9)[내방측 공간(9b)]의 내벽면(9e)에 가압된다.

여기서, 본 실시형태에서는, 상기 하우징(9)의 수용 공간(9a)에 있어서의 저압측을 향하는 내벽면(9e)의 직경 방향 내측의 단부, 즉, 상기 내벽면(9e)의 선단에는, 시일체(12)를 향하여 축선(O) 방향으로 돌출하는 볼록부(차단부)(9f)가 형성되어 있다. 즉, 상기 내벽면(9e)에는, 저압측 사이드 시일판(17)의 선단보다 직경 방향 내측에 있어서 시일체(12)를 향하여 돌출하는 볼록부(9f)가 형성되어 있는 것이다.

또한, 이 볼록부(9f)의 내벽면(9e)으로부터의 돌출 높이는, 시일 세그먼트(11)가 연소 가스(g)의 압력에 의해서 저압측으로 변위했을 때에, 시일체(12)의 저압측과의 사이에 근소한 간극이 형성될 정도로 설정되어 있다.

도 5는 도 3의 S3-S3 선 단면도이다.

상기 하우징(9)의 내벽면(9e)에 있어서의 볼록부(9f)보다 직경 방향 외측, 또한, 저압측 사이드 시일판(17)의 선단보다 직경 방향 내측의 부분에는 연통로(9g)가 개구하고 있다. 이 연통로(9g)는 일단측 개구가 내벽면(9e)에 개구하는 동시에, 타단측이 저압측 영역에 개구하고 있다. 이 연통로(9g)는 축선(O) 방향으로 연장되도록 하우징(9)에 천공되어 있으며, 상기 연통로(9g)의 연장 방향에 직교하는 단면 형상은 대략 원형으로 형성되어 있다. 그리고, 이와 같은 연통로(9g)는, 도 5 도시하는 바와 같이, 둘레 방향으로 간격을 두고 복수 형성되어 있다.

다음에, 상술한 축 시일 기구(10)의 작용에 대해 설명한다.

가스 터빈(1)이 정지 상태에서 기동되면, 저압측 영역과 고압측 영역의 압력 차이가 커지고, 이것에 비례하여 시일 세그먼트(11)가 저압측 영역을 향하여 연소 가스(g)로 가압된다. 이 때, 고압측 영역으로부터 저압측 영역에 흐르는 연소 가스(g)는 시일체(12)의 박판 시일편(20)의 미소한 간극(s)을 통과한다.

그리고, 저압측 영역과 고압측 영역의 압력 차이가 소정값 이상으로 커지면, 연소 가스(g)가 시일체(12) 및 저압측 사이드 시일판(17)을 전체적으로 가압하는 것에 의해, 상기 저압측 사이드 시일판(17)의 저압측을 향하는 판면(17d)이 내벽면(9e)에 대하여 밀착한다.

한편, 각 미소 간극(s)에 침입한 연소 가스(g)는, 도 6 및 도 7에 도시하는 바와 같이, 미소한 간극(s)을 거쳐서 둘레 방향으로 대향하는 상면(20p)과 하면(20q)을 따라서, 코너부(r1)로부터 코너부(r2)의 방향으로 방사상으로 흐른다.

즉, 저압측 사이드 시일판(17)의 직경 방향 치수가, 고압측 사이드 시일판(16)의 직경 방향 치수보다 작게 설정되어 있는 것에 기인하여, 도 6에 도시하는 바와 같이, 박판 시일편(20)의 선단(20b)에 있어서 고압측에 위치하는 코너부(r1)에서 가장 가스압이 높고, 대각의 코너부(r2)를 향하여 서서히 가스압이 약해지는 가스 압력 분포(40a)가 형성된다.

도 6에 도시하는 바와 같이, 가스 압력 분포(40a)는 박판 시일편(20)의 후단(20a)을 향하여 저압의 영역이 넓어진다. 그 때문에, 도 7에 도시하는 바와 같이, 각 박판 시일편(20)의 상면(20p) 및 하면(20q)에 가해지는 가스 압력 분포(40b, 40c)는 박판 시일편(20)의 선단(20b)에 가까울수록 커지는 동시에 후단(20a)을 향할수록 작아지는 삼각 분포 형상이 된다.

도 7에 도시하는 바와 같이, 상면(20p) 및 하면(20q)의 각각에 있어서의 가스 압력 분포(40b, 40c)는 대략 동일한 형상이 되지만, 회전축(6)의 외주면의 접선 방향으로 경사지도록 하여 각 박판 시일편(20)이 배치되어 있으므로, 이들 상면(20p) 및 하면(20q)에 있어서의 각 가스 압력 분포(40b, 40c)의 상대 위치가 어긋난다. 따라서, 박판 시일편(20)의 후단(20a)으로부터 선단(20b)을 향하는 임의의 점(P)에 있어서의 상면(20p) 및 하면(20q)의 가스압에 차이가 생겨 하면(20q)에 가해지는 가스압이 상면(20p)에 가해지는 가스압보다 높아진다. 이것에 의해서, 박판 시일편(20)의 선단(20b)에 대하여 회전축(6)으로부터 띄우는 방향으로 부상력(F_L)(도 6 참조)이 발생한다.

이상과 같이 하여, 박판 시일편(20)으로 부상력(F_L)이 작용하여, 동압 효과에 의한 부상력을 보조한다.

여기서, 도 6에 도시하는 가스 압력 분포(40a)에 근거하여 코너부(r1)로부터 상기 코너부(r1)의 대각에 위치하는 코너부(r2)를 향하는 연소 가스(g)는 직경 방향 내측으로 향하여 서서히 선회하며, 최종적으로는 박판 시일편(20)의 저압측으로 빠져 나온다. 이와 같이 박판 시일편(20)으로부터 저압측으로 빠져나온 연소 가스(g)는, 박판 시일편(20)의 저압측을 따라서 직경 방향 내측으로 향하는 흐름, 즉, 다운 플로우(d)가 되어 유통한다.

이와 같은 다운 플로우(d)가 직경 방향 내측으로 향하여 유통한 결과, 박판 시일편(20)의 선단에 도달하며, 이 때, 박판 시일편(20)의 선단(20b)과 회전축(6)의 외주면과의 사이에 간극이 생기면, 흐름의 교란에 의해서 박판 시일편의 선단(20b)에 플러터링이 발생하는 요인이 된다.

이것에 대해 제 1 실시형태에 있어서는, 하우징(9)의 내벽면(9e)의 직경 방향 내측의 단부에 볼록부(9f)가 형성되어 있기 때문에, 상기 다운 플로우(d)는 이 볼록부(9f)에 의해서 그 흐름이 차단된다. 즉, 볼록부(9f)가 다운 플로우(d)를 차단하는 차단부로서 작용한다.

그리고, 이와 같이 차단된 다운 플로우(d)에 근거하는 유체의 흐름은 하우징(9)에 형성된 연통로(9g)를 거쳐서 저압측 영역에 인도된다. 이것에 의해, 다운 플로우(d)가 박판 시일편의 선단에 도달하는 것을 회피할 수 있다.

따라서, 박판 시일편(20)의 선단(20b)과 회전축(6)의 외주면과의 사이에 예기치 않은 간극이 형성되었을 경우라도, 상기 박판 시일편(20)의 선단(20b)에 있어서 상기 다운 플로우(d)에 근거하는 흐름의 교란이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이것에 의해서, 박판 시일편(20)에 플러터링이 발생하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 내구성을 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 이와 같은 축 시일 장치(10)를 구비한 가스 터빈(1)에 의하면, 상기 축 시일 장치(10)가 고수명으로 되기 때문에, 유지 보수성을 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 제 1 실시형태의 변형예로서, 예를 들면 도 8에 도시하는 바와 같이, 하우징(9)의 수용 공간(9a)에 있어서의 내벽면(9e)에 홈부(9h)를 형성하여도 좋다. 즉, 이 홈부(9h)는, 축선(O)을 중심으로 한 원환상으로 패인 환상 홈으로서, 둘레 방향으로 간격을 두고 복수 형성된 연통로(9g)의 저압측의 개구를 서로 접속하고 있다.

여기서, 연통로(9g)가 복수 마련되어 있는 경우, 하우징(9)의 내벽면(9e)에 있어서는, 그 둘레 방향으로 연통로(9g)가 존재하는 영역과 연통로(9g)가 존재하지 않는 영역이 교대로 배치된다. 이것에 의해, 내벽면(9e)이 둘레 방향에 불균일한 형상으로 형성되기 때문에, 볼록부(9f)에 의해서 차단된 다운 플로우(d)에 근거하는 흐름이 불균일하게 되어, 상기 다운 플로우(d)를 원활히 저압측 영역에 도입할 수 없게 된다.

이것에 대하여 제 1 실시형태의 변형예에 있어서는, 복수의 연통로(9g)의 고압측의 개구를 접속하는 상기 홈부(9h)가 형성되어 있기 때문에, 상기 내벽면(9e)의 형상을 둘레 방향으로 균일하게 할 수 있다. 이것에 의해서, 내벽면(9e)에 의해서 다운 플로우(d)가 교란되는 것을 회피할 수 있기 때문에, 다운 플로우(d)에 근거하는 흐름이 불균일하게 되는 것을 방지하여 해당 흐름을 원활히 저압측 영역에 도입하는 것이 가능해진다.

또한, 제 1 실시형태에 있어서는, 연통로(9g)의 축선(O)에 직교하는 단면 형상을 원형으로 했지만, 이것에 한정되는 일은 없으며, 예를 들면 도 9에 도시하는 바와 같이, 둘레 방향으로 연장되는 슬릿 형상으로 형성하고 있어도 좋다. 즉, 이 연통로(9g)는, 축선(O)에 직교하는 단면 형상이 둘레 방향의 소정 범위에 걸치도록 장척 형상으로 연장되어 있다.

이 경우, 연통로(9g)의 단면 형상이 원형인 경우에 비하여, 내벽면(9e)의 형상을 둘레 방향으로 균일하게 할 수 있다. 이것에 의해서, 상기 제 1 실시형태의 변형예와 마찬가지로, 내벽면(9e)에 의해서 다운 플로우(d)가 교란되는 것을 회피할 수 있어서, 다운 플로우(d)에 근거하는 흐름이 불균일하게 되는 것을 방지하여 해당 흐름을 원활하게 저압측 영역에 도입하는 것이 가능해진다.

또한, 연통로(9g)를 슬릿 형상으로 형성하고, 또한, 상기 홈부(9h)를 형성했을 경우에는, 양 구조의 상승 효과에 의해, 다운 플로우(d)에 근거하는 흐름을 보다 원활하게 저압측 영역에 인도할 수 있다.

또한, 예를 들면 도 10에 도시하는 바와 같이, 볼록부(18)를 하우징(9)과는 별도의 부재에 의해서 구성하여도 좋다. 즉, 이 별도의 부재로서의 볼록부(18)는 하우징(9)의 수용 공간(9a)에 있어서의 내벽면(9e)의 선단에 장착 가능하게 구성되며, 예를 들면 도 10에 도시하는 바와 같이, 일부가 연통로(9g)의 저압측의 개구로부터 삽입되는 것에 의해서 하우징(9)에 고정되어 있다.

이와 같이 볼록부(18)를 별도의 부재로 하여 구성했을 경우, 하우징(9)의 내벽면(9e)에 대하여 볼록부(18)를 형성하기 위한 가공을 별도 실시할 필요는 없다. 따라서, 하우징(9)의 내벽면(9e)의 가공 공정을 보다 간단하고 쉬운 것으로 할 수 있다.

또한, 이 별도의 부재로서의 볼록부(18)로서는, 하우징(9)과 동일한 재질로 형성하여도 좋고, 다른 재질로 형성하여도 좋다. 또한, 볼록부(18)의 재질로서는, 선팽창 계수가 작은 금속으로 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 이 볼록부(18)는, 예를 들면, 용접이나 나사 고정 등에 의해서 하우징(9)에 고정된 구성이어도 좋다.

또한, 제 1 실시형태에 있어서는 볼록부(9f)를 하우징(9)의 내벽면(9e)에 마련했지만, 예를 들면 도 11에 도시하는 바와 같이, 시일체(12)에 볼록부(12a)를 형성하여도 좋다. 즉, 시일체(12)를 구성하는 각 박판 시일편(20)의 저압측의 단부에, 더욱 저압측으로 향하여, 즉, 하우징(9)의 내벽면(9e)으로 향하여 돌출하는 볼록부(12a)를 일체로 형성한 구성이어도 좋다.

이 경우도, 시일체(12)의 볼록부(12a)가 다운 플로우(d)를 차단하는 차단부로서 작용함으로써, 제 1 실시형태와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.

또한, 대규모인 하우징(9) 자체에 가공을 실시하는 일이 없이, 시일체(12)를 구성하는 박판 시일편(20)에 볼록부(12a)를 형성하는 가공을 실시하기만 하면 되기 때문에, 보다 용이하게 다운 플로우(d)를 차단하는 차단부를 마련할 수 있다.

또한, 이와 같이 시일체(12)에 형성하는 볼록부(12a)는, 도 11에 도시하는 바와 같이 직경 방향의 일부만을 하우징(9)의 내벽면(9e)측에 돌출시킬 뿐만 아니라, 예를 들면 도 12에 도시하는 바와 같이, 하우징(9)의 내벽면(9e)의 선단에 대향하는 개소로부터 직경 방향 내측 전역에 걸쳐서 돌출시킨 구성이어도 좋다. 이것에 의해서도, 다운 플로우(d)를 확실히 차단할 수 있다.

다음에, 본 발명의 제 2 실시형태의 축 시일 장치에 대해, 도 13 및 도 14를 참조하여 설명한다. 도 13 및 도 14에 있어서는, 제 1 실시형태와 동일한 구성 요소에는 동일한 도면부호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.

제 1 실시형태가 하우징(9)에 마련된 볼록부(9f)에 의해서 다운 플로우(d)를 차단하는 차단부가 구성되어 있던 것에 대하여, 제 2 실시형태에 있어서는, 저압측 사이드 시일판(17)에 리브(51)를 거쳐서 마련된 원호 형상 부재(52)에 의해서 차단부가 구성되어 있다.

즉, 제 2 실시형태의 저압측 사이드 시일판(17)의 선단, 즉, 직경 방향 내측의 단부에는, 상기 선단으로부터 더욱 직경 방향 내측으로 향하여 연장되는 복수의 리브(51)가 둘레 방향으로 간격을 두고 마련되어 있다. 이들 리브(51)는 저압측 사이드 시일판(17)에 대하여 일체로 형성되어 있으며, 각 리브(51)의 축선(O) 방향의 두께는 저압측 사이드 시일판(17)의 축선(O) 방향의 두께와 동일 혹은 저압측 사이드 시일판(17)의 축선(O) 방향의 두께보다 작게 형성되어 있다. 또한, 복수의 리브(51)의 직경 방향의 치수는 모두 동일하다.

그리고, 이들 복수의 리브(51)의 선단, 즉, 직경 방향 내측의 단부에는, 이들 단부를 서로 연결하도록 하여 둘레 방향에 걸쳐서 연장되는 원호 형상 부재(52)가 일체로 마련되어 있다. 이 원호 형상 부재(52)는, 축선(O)을 중심으로 한 원호 형상으로 형성되어 있으며, 그 축선(O) 방향의 두께는 저압측 사이드 시일판(17)의 축선(O) 방향의 두께보다 작게 형성되어 있다. 예를 들면, 원호 형상 부재(52)의 축선(O) 방향의 두께를 저압측 사이드 시일판(17)의 축선(O) 방향의 두께의 1할 정도 작은 치수로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 제 2 실시형태에 있어서는, 상기 원호 형상 부재(52)의 직경 방향 내측의 단부와 하우징(9)의 수용 공간(9a)의 직경 방향 내측의 단부는 대략 동일한 직경 방향 위치에 배치되어 있다.

이와 같이 저압측 사이드 시일판(17)의 선단에 리브(51)와 원호 형상 부재(52)가 형성되는 것에 의해서, 저압측 사이드 시일판(17)의 선단, 리브(51) 및 원호 형상 부재(52)에 의해서 둘러싸인 공간인 네킹부(53)가 화성(畵成)되어 있다. 이와 같은 네킹부(53)는 도 14에 도시하는 바와 같이 리브(51)를 거쳐서 둘레 방향으로 간격을 두고 배치되어 있다.

또한, 하우징(9)에 형성된 연통로(9g)의 저압측의 개구의 직경 방향의 위치는 저압측 사이드 시일판(17)의 선단과 원호 형상 부재(52)와의 사이에 배치되어 있으며, 이것에 의해 연통로(9g)는 네킹부(53)와 저압측 영역을 연통하고 있다.

또한, 저압측 사이드 시일판(17), 리브(51) 및 원호 형상 부재(52)는, 예를 들면 1매의 판재에 에칭 가공을 실시함으로써, 용이하게 성형할 수 있다.

이상과 같은 구성의 제 2 실시형태의 축 시일 장치(10)에 있어서는, 저압측 사이드 시일판(17)의 선단에 리브(51)를 거쳐서 마련된 상기 원호 형상 부재(52)가 다운 플로우(d)의 차단부로서 기능한다. 즉, 시일체(12)의 저압측을 따라서 유통하는 다운 플로우(d)는 원호 형상 부재(52)에 의해서 그 흐름이 차단되며, 이 다운 플로우에 근거하는 흐름이 연통로(9g)를 거쳐서 저압측 영역에 도입된다.

이것에 의해서, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 다운 플로우(d)가 박판 시일편(20)의 선단에 도달하는 것을 회피할 수 있어서, 박판 시일편(20)의 선단(20b)과 회전축(6)의 외주면과의 사이에 예기치 않은 간극이 형성되었을 경우라도, 상기 박판 시일편(20)의 선단(20b)에 대해 상기 다운 플로우(d)에 근거하는 흐름의 교란이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 박판 시일편(20)에 플러터링이 발생하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 내구성을 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 제 2 실시형태에 있어서도, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 하우징(9)의 수용 공간(9a)에 있어서의 내벽면(9e)에 연통로(9g)의 저압측의 개구를 접속하는 홈부(9h)가 형성되어 있어도 좋다.

또한, 연통로의 축선(O)에 직교하는 단면 형상은 원형이어도 좋으며, 슬릿 형상으로 형성되어 있어도 좋다.

또한, 제 2 실시형태에 있어서는, 리브(51) 및 원호 형상 부재(52)가 각각 저압측 사이드 시일판(17)에 일체로 마련되어 있는 예에 대하여 설명했지만, 이들 리브 및 원호 형상 부재(52)가 저압측 사이드 시일판(17)에 별체로서 장착된 구성이어도 좋다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명했지만, 본 발명의 기술 목표 사상을 일탈하지 않는 한, 이들에 한정되는 일은 없으며, 다소의 설계 변경 등도 가능하다.

예를 들면, 상술한 실시형태에 있어서는, 하우징(9)을 스테이터[허브 슈라우드, 베어링 부(2c, 4c)]와 별체로 했지만 일체로 형성하여도 좋다.

또한, 실시형태에 있어서는, 연통로(9g)가 축선(O)과 평행으로 연장되어 있는 예에 대해 설명했지만, 연통로(9g)는 축선(O)에 경사져 연장되어 있어도 좋다. 또한, 연통로(9g)가 직선 상에 연장되어 있을 뿐만 아니라, 굴곡하여 연장되어 있는 구성이어도 좋다. 즉, 연통로(9g)의 일단이 하우징(9)의 내벽면(9e)에 개구하고, 타단이 저압측 영역을 향하여 개구하고 있다면 다른 구성이어도 좋다.

본 발명은, 로터와 상기 로터의 외주측을 둘러싸는 스테이터와의 사이의 환상 공간에 마련되며, 상기 환상 공간을 상기 로터의 축선 방향에서 저압측 영역과 고압측 영역으로 나누는 축 시일 장치에 있어서, 상기 스테이터에 고정되는 하우징과, 상기 하우징으로부터 상기 로터의 직경 방향 내측으로 향하여 연장되는 박판 시일편을 상기 로터의 둘레 방향으로 복수 적층시켜서 구성되는 시일체와, 상기 시일체의 저압측을 따라서 배치되고, 고압측으로부터 저압측으로 향하여 작용하는 유체의 압력에 의해서 저압측을 향하는 면이 상기 축선 방향에 대항하는 상기 하우징의 내벽면에 가압되는 판형상체를 구비하고, 상기 판형상체의 상기 직경 방향측 내측에, 상기 시일체의 저압측을 따라서 상기 직경 방향 내측으로 향하는 유체의 흐름을 차단하는 차단부가 형성되며, 상기 하우징에, 상기 차단부에 의해 차단된 상기 유체의 흐름을 상기 저압측 영역에 인도하는 연통로가 형성되어 있는 축 시일 장치, 및, 이 축 시일 장치를 구비하는 회전 기계를 제공하는 것이다. 이것에 의해, 박판 시일편의 플러터링을 억제하여 내구성을 향상시킬 수 있는 축 시일 장치, 및, 이 축 시일 장치를 구비하는 회전 기계를 제공할 수 있다.

1 : 가스 터빈 2 : 압축기
2A : 로터 2B : 스테이터
3 : 연소기 4 : 터빈
4A : 로터 4B : 스테이터
5 : 환상 정익 그룹 5c : 환상 정익 그룹
6 : 회전축 6c : 회전축
7 : 환상 동익 그룹 7c : 환상 동익 그룹
9 : 하우징 9a : 수용 공간
9b : 내방측 공간 9c : 외방측 공간
9e : 내벽면 9f : 볼록부(차단부)
9g : 연통부 9h : 홈부
10 : 축 시일 장치 10c : 축 시일 장치
11 : 시일 세그먼트 12 : 시일체
12a : 볼록부(차단부) 13 : 보지 링
14 : 보지 링 15 : 탄성체
16 : 고압측 사이드 시일판 16a : 베이스부
16b : 시일판부 16c : 판면
17 : 저압측 사이드 시일판 17a : 베이스부
17b : 시일판부 17c : 판면
17d : 판면 18 : 볼록부(차단부)
20 : 박판 시일편 20a : 후단
20b : 선단 20p : 상면
20q : 하면 21 : 헤드부
22 : 목부 23 : 몸통부
40a : 가스 압력 분포 40b : 가스 압력 분포
40c : 가스 압력 분포 51 : 리브
52 : 원호 형상 부재 53 : 네킹부
r1 : 코너부 r2 : 코너부
g : 연소 가스 d : 다운 플로우
O : 축선

Claims (6)

1. 로터와 상기 로터의 외주측을 둘러싸는 스테이터와의 사이의 환상 공간에 마련되며, 상기 환상 공간을 상기 로터의 축선 방향에서 저압측 영역과 고압측 영역으로 나누는 축 시일 장치에 있어서,
   상기 스테이터에 고정되는 하우징과,
   상기 하우징으로부터 상기 로터의 직경 방향 내측으로 향하여 연장되는 박판 시일편을 상기 로터의 둘레 방향으로 복수 적층시켜서 구성되는 시일체와,
   상기 시일체의 저압측을 따라서 배치되며, 고압측으로부터 저압측을 향하여 작용하는 유체의 압력에 의해서 저압측을 향하는 면이 상기 축선 방향에 대향하는 상기 하우징의 내벽면에 가압되는 판 형상체를 구비하고,
   상기 판 형상체의 상기 직경 방향 내측에, 상기 시일체의 저압측을 따라서 상기 직경 방향 내측으로 향하는 유체의 흐름을 차단하는 차단부가 형성되며,
   상기 하우징에, 상기 차단부에 의해서 차단된 상기 유체의 흐름을 상기 저압측 영역으로 인도하는 연통로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
   축 시일 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 차단부는, 상기 시일체, 및 상기 시일체와 상기 축선 방향으로 마주보는 상기 하우징의 내벽면 중 어느 한쪽에 마련되며, 다른쪽으로 향하여 돌출하는 볼록부를 포함하는
   축 시일 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 차단부는, 상기 판 형상체의 상기 직경 방향 내측의 단부로부터 더욱 상기 직경 방향 내측으로 향하여 연장되는 리브를 거쳐서 마련되며, 상기 로터의 둘레 방향으로 연장되는 원호 형상 부재에 의해서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는
   축 시일 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 연통로는 상기 둘레 방향으로 간격을 두고 복수 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
   축 시일 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 하우징의 상기 내벽면에, 복수의 상기 연통로에 있어서의 상기 저압측의 개구를 서로 접속하는 홈부가 형성되어 있는
   축 시일 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 축 시일 장치를 구비하는 회전 기계.

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