WO2011148899A1 - シール構造、これを備えたタービン機械およびこれを備えた発電プラント - Google Patents

シール構造、これを備えたタービン機械およびこれを備えた発電プラント Download PDF

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shroud
blade
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fluid
extension line
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祥弘 桑村
松本　和幸
大山　宏治
田中　良典
朝春 松尾
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三菱重工業株式会社
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    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/141—Shape, i.e. outer, aerodynamic form
    • F01D5/142—Shape, i.e. outer, aerodynamic form of the blades of successive rotor or stator blade-rows
    • F01D5/143—Contour of the outer or inner working fluid flow path wall, i.e. shroud or hub contour
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
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    • F01D5/225—Blade-to-blade connections, e.g. for damping vibrations by shrouding
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/28—Arrangement of seals

Definitions

  • the present invention relates to a seal structure, a turbine machine including the seal structure, and a power plant including the seal structure, and more particularly to a fluid leaking from between a sealing means and a shroud at a blade tip.
  • a moving blade shroud 53 is provided at each tip of a plurality of moving blades 51 of the turbine so as to face the turbine casing 52.
  • the moving blade shrouds 53 are in contact with each other during the rotation of the moving blades 51 to form an annular shape.
  • a seal portion is provided between the moving blade shroud 53 and the turbine casing 52 in which seal fins 54 are connected to the turbine casing 52 side from the turbine casing 52 toward the moving blade shroud 53.
  • the seal fin 54 is provided in order to reduce the amount of leakage of the fluid (hereinafter referred to as “leak jet”) from which the mainstream fluid guided to the blade 51 leaks from between the blade shroud 53 and the turbine casing 52.
  • leak jet the fluid
  • a downstream wall portion of the turbine casing exists downstream in the flow direction of the leak jet that leaks from the seal portion, and is not open to the atmosphere.
  • a leak jet (shown by a broken line in FIG. 5) led out to a space portion 55 formed by the wall portion 52 a on the downstream side of the turbine casing 52, the blade shroud 53, and the seal fin 54. ) Collides with the wall portion 52a on the downstream side of the turbine casing 52, moves radially inward along the wall portion 52a, and acts on the rotor blades 51 (indicated by a solid line in FIG. 5).
  • the collided leak jet moves radially inward along the downstream wall portion 52 a of the turbine casing 52.
  • the leak jet that has moved inward in the radial direction along the wall 52a of the turbine casing 52 entrains a part of the mainstream fluid and creates a vortex in the space 55 as shown by the broken line in FIG. Since a part of the mainstream fluid is entrained in the space portion 55, there is a problem that the flow of the mainstream fluid is greatly disturbed and a mixing loss occurs.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and includes a seal structure capable of suppressing disturbance of the flow of the mainstream fluid due to fluid leaking from the seal portion, a turbine machine including the seal structure, and the same.
  • An object is to provide a power plant.
  • the seal structure of the present invention a turbine machine including the same, and a power plant including the same employ the following means. That is, according to the seal structure according to the first aspect of the present invention, the shroud is provided at the tips of the plurality of blades on which the mainstream fluid acts, the adjacent shrouds come into contact with each other, and the shroud faces the shroud.
  • a sealing means Formed by a sealing means connected to the structure provided on the downstream side, the downstream side of the shroud, the downstream side of the sealing means, and the downstream wall portion of the structure, and the mainstream acting on the wing
  • a space portion that communicates with a fluid, and an end portion of the wall portion on the downstream side of the structure has a shroud extension line extending downstream of the shroud, and a predetermined length with respect to the shroud extension line
  • an extension line for the sealing means extending downstream of the sealing means provided substantially in parallel with a gap between the extension line for the shroud as viewed from the extension line for the sealing means, and Is formed on the opposite side There.
  • the fluid leaking into the space from between the sealing means and the shroud is extended to the downstream side of the shroud and to the downstream side of the sealing means parallel to the shroud extension line. Is derived along. Therefore, in a region sandwiched between the extension line for the sealing means and the extension line for the shroud, in other words, in the extending direction of the region where the leaked fluid flows, the downstream side of the structure body such as the turbine casing or the rotary shaft body When there is a wall, the leaked fluid passes through the space and collides with the wall on the downstream side of the structure. The leaked fluid that has collided with the wall of the structure flows in the direction opposite to the structure along the wall on the downstream side of the structure, that is, on the main fluid side.
  • the space portion communicates with the mainstream fluid that has acted on the blade, the fluid leaking along the wall portion joins the mainstream fluid that has acted on the blade at a large angle (for example, 90 °). For this reason, the flow of the mainstream fluid that has acted on the blade is greatly disturbed.
  • the fluid leaking into the space portion 55 collides with the wall portion 52 a on the downstream side of the turbine casing 52.
  • the leaked fluid that has collided moves radially inward along the downstream wall 52a of the turbine casing 52, and flows clockwise as indicated by the broken line in FIG. Therefore, the flow direction of the leaked fluid is opposite to the flow direction of the mainstream fluid that has acted on the moving blade 51, and the mainstream fluid that has acted on the moving blade 51 is involved in the space portion 55. Therefore, the flow of the mainstream fluid that has acted on the rotor blade 51 is greatly disturbed.
  • the downstream end of the wall portion of the structure forming the space portion has the shroud extension line extending downstream of the shroud and the downstream of the sealing means parallel thereto. While being separated from the extension line for the sealing means extending to the side, the extension means line is positioned on the opposite side of the extension line for the shroud as seen from the extension line for the sealing means. Thereby, it is possible to prevent the fluid leaking from between the sealing means and the shroud from colliding with the downstream wall portion of the structure. For this reason, the fluid leaking from the mainstream fluid that has acted on the blades can be joined at a small inflow angle (for example, 30 ° or less). Therefore, mixing loss due to the leaked fluid joining the mainstream fluid can be reduced.
  • a small inflow angle for example, 30 ° or less
  • the leaked fluid can be led away from the end portion of the wall (wall surface) on the downstream side of the structure, the fluid leaked from between the sealing means and the shroud is downstream of the structure. It can prevent colliding with the side wall part.
  • the leaked fluid collides with the wall portion 52 a on the downstream side of the turbine casing 52, thereby causing the leaked collision.
  • the main fluid that has acted on the blades 51 by flowing in the clockwise direction as indicated by broken lines in FIG. 5 moves in the space portion 55 as the fluid moves radially inward along the wall portion 52a on the downstream side of the turbine casing 52. It is possible to suppress entanglement. That is, the leaked fluid flows counterclockwise in the direction opposite to the broken line shown in FIG. Therefore, it is possible to prevent the flow of the main flow fluid that has acted on the blades 51 from being greatly disturbed, and to reduce mixing loss due to the leaked fluid joining the flow of the main flow fluid.
  • the leaked fluid collides with the wall portion 62 a on the downstream side of the rotating shaft body 62.
  • a part of the leaked fluid moves radially outward along the wall portion 62a on the downstream side of the rotating shaft body 62 and flows counterclockwise as indicated by the broken line in FIG. It is possible to suppress the mainstream fluid that has acted from being caught in the space 65. That is, the leaked fluid flows clockwise, which is the direction opposite to the broken line shown in FIG. Therefore, it is possible to prevent the flow of the main flow fluid that has acted on the stationary blade 61 from being greatly disturbed, and to reduce mixing loss due to the leaked fluid joining the flow of the main flow fluid.
  • the predetermined gap between the extension line for the shroud and the extension line for the sealing means means that the fluid leaks from between the shroud and the sealing means without contact between the sealing means and the shroud during operation. It is the distance in the radial direction that can minimize the amount of leakage.
  • the surface of the shroud facing the structure is provided substantially parallel to the flow direction of the mainstream fluid that has acted on the blade.
  • the surface on the side facing the shroud structure (outer peripheral surface in the case of a moving blade, inner peripheral surface in the case of a stationary blade) is provided so as to be substantially parallel to the flow direction of the mainstream fluid acting on the blade. Therefore, the fluid leaking from between the sealing means and the shroud can be merged with the mainstream fluid acting on the blade at a small angle. Therefore, mixing loss due to the leaked fluid joining the mainstream fluid can be reduced.
  • the surface of the shroud facing the structure is gradually separated from the structure along the flow direction of the mainstream fluid acting on the blade. Tilt to do.
  • the surface on the side facing the shroud structure is provided so as to be gradually separated from the structure along the flow direction of the mainstream fluid acting on the blade. Thereby, the leaked fluid can be led away from the wall (wall surface) on the downstream side of the structure, so that the fluid leaking from between the sealing means and the shroud is on the downstream side of the structure. It can prevent colliding with a wall part.
  • the leaked fluid collides with the wall portion 52 a on the downstream side of the turbine casing 52, thereby causing the leaked collision.
  • the fluid flowing inward in the radial direction along the wall portion 52a on the downstream side of the turbine casing 52 flows clockwise as indicated by the broken line in FIG. It is possible to suppress entanglement inside. That is, the leaked fluid flows counterclockwise in the direction opposite to the broken line shown in FIG. Therefore, it is possible to prevent the flow of the mainstream fluid that has acted on the moving blade 51 from being greatly disturbed, and to reduce mixing loss due to the leaked fluid joining the flow of the mainstream fluid.
  • the leaked fluid collides with the wall portion 62 a on the downstream side of the rotating shaft body 62.
  • a part of the collided leaked fluid moves radially outward along the wall 62a on the downstream side of the rotating shaft 62 and flows counterclockwise as indicated by the broken line in FIG. It is possible to suppress the mainstream fluid that has acted on 61 from being caught in the space 65. That is, the leaked fluid flows clockwise, which is the direction opposite to the broken line shown in FIG. Therefore, it is possible to prevent the flow of the main flow fluid that has acted on the stationary blade 61 from being greatly disturbed, and to reduce mixing loss due to the leaked fluid joining the flow of the main flow fluid.
  • the angle at which the surface facing the shroud structure is inclined is such that when the leaked fluid joins the mainstream fluid that has acted on the blade, the flow of the mainstream fluid that has acted on the blade will not be significantly disturbed.
  • the angle at which the leaked fluid flows into the mainstream fluid acting on the blade is preferably 30 ° or less.
  • the surface of the shroud facing the structure gradually approaches the structure along the flow direction of the mainstream fluid acting on the blade. To tilt.
  • the surface of the shroud facing the structure is provided so as to be inclined so as to gradually approach the structure along the flow direction of the mainstream fluid acting on the blade. Therefore, the fluid leaking from between the sealing means and the shroud is not directly merged with the mainstream fluid that has acted on the wing, and the mainstream fluid that has acted on the wing can be further prevented from being caught in the space. . Therefore, mixing loss due to the leaked fluid joining the mainstream fluid can be reduced.
  • the inclination angle of the surface facing the shroud structure is such that when the leaked fluid joins the mainstream fluid that has acted on the blade, the flow of the mainstream fluid that has acted on the blade will not be significantly disturbed. .
  • the angle at which the leaked fluid flows into the mainstream fluid acting on the blade is preferably 30 ° or less.
  • the seal structure according to any one of the above is provided.
  • the power plant according to the third aspect of the present invention includes the turbine machine described above.
  • the end of the wall portion on the downstream side of the structure forming the space portion extends to the downstream side of the shroud extending in the downstream side of the shroud, and the extension line for the sealing means extending to the downstream side of the sealing means parallel thereto.
  • the extension line for the shroud is positioned opposite to the extension line for the shroud.
  • the leaked fluid can be led away from the end portion of the wall (wall surface) on the downstream side of the structure, the fluid leaked from between the sealing means and the shroud is downstream of the structure. It can prevent colliding with the side wall part.
  • the leaked fluid collides with the wall portion 52 a on the downstream side of the turbine casing 52, thereby causing the leaked collision.
  • the fluid flowing inward in the radial direction along the wall portion 52a on the downstream side of the turbine casing 52 flows clockwise as indicated by the broken line in FIG. It is possible to suppress entanglement inside. That is, the leaked fluid flows counterclockwise in the direction opposite to the broken line shown in FIG. Therefore, it is possible to prevent the flow of the mainstream fluid that has acted on the moving blade 51 from being greatly disturbed, and to reduce mixing loss due to the leaked fluid joining the flow of the mainstream fluid.
  • the leaked fluid collides with the wall portion 62 a on the downstream side of the rotating shaft body 62.
  • a part of the leaked fluid moves radially outward along the wall portion 62a on the downstream side of the rotating shaft 62 and flows counterclockwise as shown by the broken line in FIG. It is possible to suppress the mainstream fluid that has acted from being caught in the space 65. That is, the leaked fluid flows clockwise, which is the direction opposite to the broken line shown in FIG. Therefore, it is possible to prevent the flow of the main flow fluid that has acted on the stationary blade 61 from being greatly disturbed, and to reduce mixing loss due to the leaked fluid joining the flow of the main flow fluid.
  • FIG. 1 shows a seal structure of a gas turbine (turbine machine) in a power plant according to the first embodiment, (A) shows a schematic configuration diagram thereof, and (B) shows a partially enlarged view thereof.
  • a gas turbine provided in a power plant includes a stationary blade (not shown) that guides a flow of a mainstream gas (mainstream fluid) that is a combustion gas guided into the gas turbine to a plurality of blades (blades) 2.
  • the moving blade 2 on which the mainstream gas that has passed through the stationary blade acts the moving blade shroud 3 (3a) that is provided at the tip of the moving blade 2 and contacts each other in a cylindrical shape, the moving blade 2 and the moving blade And a turbine casing (structure) 4 containing a blade shroud (shroud) 3a.
  • the turbine casing 4 has a cylindrical shape surrounding the outer periphery of a moving blade shroud 3 a provided at the tip of the moving blade 2.
  • the inner periphery of the turbine casing 4 is formed in a concave shape toward the outer periphery of the turbine casing 4 as shown in FIG.
  • the concave shape provided in the inner periphery of the turbine casing 4 connects the upstream wall surface (wall portion) 4a of the rotor blade 2, the downstream wall surface 4b of the rotor blade 2, the wall surface 4a and the wall surface 4b. It is formed by the wall surface 4c located so as to oppose the radially outer side of the cage blade shroud 3a.
  • the concave shape provided on the inner periphery of the turbine casing 4 is recessed toward the outer periphery of the turbine casing 4.
  • the base end of the seal fin 5 is connected to the wall surface 4 c forming a concave shape provided on the inner periphery of the turbine casing 4.
  • the seal fin 5 includes at least one or more seal fins, for example, three.
  • Each of the seal fins 5a, 5b, and 5c extends radially inward from the wall surface 4c of the turbine casing 4 toward the moving blade shroud 3a.
  • the tip of each of the seal fins 5a, 5b, 5c extending toward the blade shroud 3a is a predetermined surface (hereinafter referred to as "outer peripheral surface") facing the turbine casing 4 of the blade shroud 3a.
  • outer peripheral surface a predetermined surface facing the turbine casing 4 of the blade shroud 3a.
  • the number of seal fins 5 is not limited to three, and may be one, two, or four or more.
  • seal fins 5 a, 5 b, 5 c gas leaked from between the moving blade 2 and the turbine casing 4 (leaked fluid) flows between the moving blade shroud 3 a and the turbine casing 4 and downstream of the moving blade 2.
  • the amount of leakage that leaks to the side is reduced.
  • the predetermined gap in the radial direction between the outer peripheral surface of the moving blade shroud 3a and the tips of the seal fins 5a, 5b, 5c means that the outer peripheral surface of the moving blade shroud 3a and the seal fins 5a, 5b, 5c during operation.
  • Minimizing the amount of gas leaked from between the rotor blade 2 and the turbine casing 4 (hereinafter referred to as “leak jet”) to a minimum that does not cause mechanical contact. It is the distance in the possible radial direction.
  • a plurality of rotor blades 2 are provided along the circumferential direction of a rotating shaft body (not shown).
  • a moving blade row 6 is formed by the plurality of moving blades 2.
  • the moving blade row 6 and the stationary blade row (not shown) in which a plurality of stationary blades are provided along the circumferential direction of the rotating shaft body are alternately provided in the axial direction of the rotating shaft body.
  • the mainstream gas acts on the rotor blade 2. Thereby, a gas turbine will be rotationally driven.
  • the mainstream gas that has acted on each rotor blade 2 is guided to a stationary blade row provided on the downstream side.
  • the cavity (space portion) 7 includes a downstream side of the moving blade shroud 3 a and a downstream side of the seal fin 5 c (sealing means in the present invention) located on the most downstream side of the seal fin 5, and a concave downstream of the turbine casing 4. It is formed by the side wall surface 4b and the wall surface 4c, and communicates with the mainstream gas that has acted on the rotor blade 2. As shown in FIG. 1B, corners (ends) 4d on the inner peripheral side of the wall surface 4b of the turbine casing 4 forming the cavity 7 extend along the outer peripheral surface of the rotor blade shroud 3a.
  • a blade shroud extension line 11 (shroud extension line) 11 extending downstream of the blade shroud 3a, and a seal located at the most downstream side with a predetermined gap therebetween.
  • the seal fin extension line 10 extends away from the seal fin extension line 10 extending downstream from the seal fin 5c located on the most downstream side through the tip of the fin 5c and from the seal fin extension line 10 It is located on the side opposite to the moving blade shroud extension line 11 as viewed.
  • the predetermined gap between the blade shroud extension line 11 and the seal fin extension line 10 is such that the seal fins 5a, 5b, 5c and the blade shroud 3a do not contact each other during operation, and the blade
  • the distance in the radial direction is such that the leakage amount of the leak jet leaking from between the shroud 3a and the seal fins 5a, 5b, and 5c can be minimized.
  • the moving blade shroud 3 a is provided at the tip of each moving blade 2.
  • the moving blade shroud 3a forms a cylindrical shape by contacting adjacent moving blade shrouds 3a.
  • the outer peripheral surface of the moving blade shroud 3 a has a step shape having a step along the flow direction of the mainstream gas acting on the moving blade 2.
  • a convex portion that protrudes toward the turbine casing 4 side (outer peripheral side) is formed at the center of the moving blade shroud 3a in the flow direction of the mainstream gas.
  • the outer peripheral surfaces on the upstream side, the central portion, and the downstream side of the blade shroud 3 a are provided so as to be substantially parallel to the flow direction of the mainstream gas after acting on the blade 2.
  • the shape of the moving blade shroud 3a is not limited to the step shape, and may be other shapes.
  • the mainstream gas guided to the gas turbine is guided from the stationary blade row to the moving blade row 6.
  • the mainstream gas guided to the moving blade row 6 acts on each moving blade 2 to drive the gas turbine.
  • the mainstream gas after acting on the moving blade 2 is guided to a stationary blade row provided on the downstream side thereof.
  • part of the mainstream gas acting on the moving blade 2 leaks between the moving blade shroud 3 a and the turbine casing 4 from the upstream side of the moving blade 2.
  • the mainstream gas leaked between the blade shroud 3a and the turbine casing 4 is led out between the blade shroud 3a and the most downstream seal fin 5c to become a leak jet.
  • the leak jet derived from between the blade shroud 3a and the most downstream seal fin 5c is a region sandwiched between the seal fin extension line 10 and the blade shroud extension line 11 (hereinafter referred to as “leak jet is It is called “flowing region”).
  • the corner 4d of the wall surface 4b on the downstream side of the turbine casing 4 is separated from the moving blade shroud extension line 11 and the seal fin extension line 10 and is used for the moving blade shroud as viewed from the seal fin extension line 10. Since it is located on the side opposite to the extension line 11, the leak jet derived from the region where the leak jet flows does not collide with the wall surface 4 b and the corner 4 d on the downstream side of the turbine casing 4, and moves to the mainstream gas side. Is derived.
  • the leak jet derived from the region where the leak jet flows joins with a small inflow angle with respect to the flow direction of the mainstream gas after acting on each rotor blade 2.
  • the inflow angle is preferably 30 ° or less, but is preferably as small as possible. Therefore, the inflow angle is preferably an angle close to parallel to the flow direction of the mainstream gas, and is most preferably parallel.
  • the leak jet can be led away from the wall surface 4b and the corner 4d on the downstream side of the turbine casing 4, the leak leaked from between the seal fin 5c located at the most downstream side and the blade shroud 3a. It is possible to prevent the jet from colliding with the wall surface 4 b on the downstream side of the turbine casing 4. Therefore, when the leak jet collides with the wall surface 4b on the downstream side of the turbine casing 4, the collided leak jet moves inward in the radial direction along the wall surface 4b on the downstream side of the turbine casing 4, and FIG.
  • a vortex that flows clockwise as shown by the broken line is formed, and when the vortex and the mainstream gas merge, the vortex and the mainstream gas flow in opposite directions, and the mainstream gas that has acted on the rotor blades 2 enters the cavity 7. Entrainment can be suppressed. That is, the leak jet flows counterclockwise in the cavity 7 as indicated by the broken line shown in FIG.
  • a corner (end) 4d of a wall (wall) 4b on the downstream side of the turbine casing (structure) 4 forming the cavity (space) 7 extends downstream of the blade shroud (shroud) 3a.
  • the extension line 10 is separated from the extension line 10 for the sealing means, and is positioned on the opposite side of the extension line 11 for the blade shroud as viewed from the extension line 10 for the seal fin.
  • the leak jet can be led away from the wall surface 4b on the downstream side of the turbine casing 4, the leak jet leaked from between the seal fin 5c located on the most downstream side and the blade shroud 3a is turbine casing. 4 can be prevented from colliding with the wall surface 4b on the downstream side. Therefore, when the leak jet collides with the wall surface 4b on the downstream side of the turbine casing 4, the collided leak jet moves inward in the radial direction along the wall surface 4b on the downstream side of the turbine casing 4, and FIG.
  • a vortex that flows clockwise is formed, and when the vortex and the mainstream gas merge, the vortex and the mainstream gas flow in opposite directions, and the mainstream gas that has acted on the rotor blade 2 flows into the cavity 7. It is possible to suppress entanglement. That is, the leak jet flows counterclockwise in the cavity 7 as indicated by the broken line shown in FIG. Therefore, since the flow direction when the leak jet merges with the flow of the mainstream gas acting on the moving blade 2 is substantially the same, the flow of the mainstream gas acting on the moving blade 2 is prevented from being greatly disturbed. Mixing loss due to the jet joining the mainstream gas flow can be reduced.
  • the surface (outer peripheral surface) of the rotor blade shroud 3a facing the turbine casing 4 is provided so as to be substantially parallel to the flow direction of the mainstream gas acting on the rotor blade 2. Therefore, the leak jet leaking from between the seal fin 5c located on the most downstream side and the blade shroud 3a can be merged with the mainstream gas acting on the blade 2 with a small inflow angle. Therefore, it is possible to reduce mixing loss due to the leak jets joining the mainstream gas.
  • FIG. 2 is a gas turbine seal structure in a power plant according to a second embodiment of the present invention, in which (A) shows a schematic configuration diagram and (B) shows a partially enlarged view thereof.
  • the outer peripheral surface on the downstream side of the moving blade shroud (shroud) 3b extends from the convex portion provided at the central portion of the moving blade shroud 3b to the moving blade (blade) 2. It inclines so that it may gradually leave
  • the angle is preferably 30 ° or less with respect to the flow direction of the mainstream gas that has acted on the rotor blade 2.
  • the leak jet led out between the seal fin 5c located on the most downstream side and the rotor blade shroud 3b does not collide with the wall surface (wall portion) 4b and the corner portion (end portion) 4d of the turbine casing 4, and the mainstream gas side Is derived. Further, the leak jet derived from between the seal fin 5c located on the most downstream side and the blade shroud 3b merges with a small inflow angle with respect to the flow direction of the mainstream gas after acting on each blade 2.
  • the turbine machine including the same, and the power plant including the same, the following operational effects can be obtained.
  • the outer peripheral surface on the downstream side of the blade shroud (shroud) 3 b gradually along the flow direction of the mainstream gas (mainstream fluid) acting on the blade (blade) 2.
  • the turbine casing (structure) 4 is provided so as to be separated from the turbine casing (structure) 4.
  • the leak jet (the leaked fluid) can be led away from the downstream wall surface (wall portion) 4b of the turbine casing 4, so that the leak jet (sealing means) 5c can be moved with the seal fin (sealing means) 5c.
  • a leak jet leaking from between the blade shroud 3 b can be prevented from colliding with the wall surface 4 b on the downstream side of the turbine casing 4. Therefore, when the leak jet collides with the wall surface 4b on the downstream side of the turbine casing 4, the collided leak jet moves inward in the radial direction along the wall surface 4b on the downstream side of the turbine casing 4, and FIG. As shown by the broken line, a clockwise vortex can be formed in the cavity 7 (space), and the mainstream gas that has acted on the rotor blade 2 can be prevented from being entrained in the cavity 7. That is, the leak jet flows counterclockwise in the cavity 7 as indicated by a broken line shown in FIG. Therefore, it is possible to prevent the mainstream gas flow that has acted on the rotor blade 2 from being greatly disturbed, and to reduce the mixing loss due to the leak jet joining the mainstream gas flow.
  • FIG. 3A and 3B show a gas turbine seal structure in a power plant according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 3A is a schematic configuration diagram thereof
  • FIG. 3B is a partially enlarged view thereof.
  • the outer peripheral surface on the downstream side of the moving blade shroud (shroud) 3c extends from the convex portion provided at the central portion of the moving blade shroud 3c to the moving blade (blade) 2. It is formed so as to gradually incline toward the inside of the turbine casing (structure) 4 along the flow direction of the acting mainstream gas (mainstream flow).
  • the rate at which the outer peripheral surface on the downstream side of the blade shroud 3c gradually approaches the inside of the turbine casing 4, that is, the inclination angle, is joined to the mainstream gas after the leak jet (leaked fluid) acts on the blade 2.
  • the angle is preferably 30 ° or less with respect to the flow direction of the mainstream gas that has acted on the rotor blade 2.
  • the turbine machine including the seal structure, and the power plant including the same, the following operational effects are achieved.
  • the outer peripheral surface on the downstream side of the blade shroud (shroud) 3c gradually along the flow direction of the mainstream gas (mainstream fluid) acting on the blade (blade) 2.
  • the turbine casing (structure) 4 is provided so as to be inclined so as to approach the turbine casing (structure) 4.
  • the leak jet (leaked fluid) leaked from between the seal fin (sealing means) 5c located on the most downstream side and the blade shroud 3c is not directly joined to the mainstream gas acting on the blade 2,
  • the gas turbine is used as the turbine machine.
  • other turbine machines such as a steam turbine may be used.
  • the blade is the moving blade 2 and the structure is the turbine casing 4.
  • the present invention is not limited to this, and the blade is a stationary blade.
  • the body may be a rotating shaft body.
  • FIG. 4 shows a schematic configuration diagram in the case where the blade is a stationary blade and the structure is a rotating shaft as a modification of the first embodiment.
  • the rotating shaft body (structure) 20 extends in the flow direction of the mainstream gas (mainstream fluid) passing through the stationary blade row (not shown) and the moving blade row 6 (see FIG. 1). It is said that.
  • the outer periphery of the rotating shaft body 20 is formed to be concave toward the central axis direction of the rotating shaft body 20.
  • the concave shape provided on the outer periphery of the rotary shaft 20 includes a wall surface (wall portion) 20a on the upstream side of the stationary blade (blade) 22, a wall surface 20b on the downstream side of the stationary blade 22, a wall surface 20a and a wall surface 20b.
  • the wall surface 20c is connected and positioned so as to face the radially inner side of the stationary blade shroud (shroud) 23.
  • the concave shape provided on the outer periphery of the rotating shaft body 20 is recessed toward the central axis direction of the rotating shaft body 20.
  • the base end of the seal fin 25 is connected to the wall surface 20c forming a concave shape provided on the outer periphery of the rotary shaft body 20.
  • the seal fin 25 includes at least one or more seal fins 25, for example, three.
  • Each of the seal fins 25 a, 25 b, 25 c extends radially outward from the wall surface 20 c of the rotating shaft body 20 toward the stationary blade shroud 23.
  • the tips of the seal fins 25a, 25b, 25c extending toward the stationary blade shroud 23 are surfaces facing the rotating shaft body 20 of the stationary blade shroud 23 (hereinafter referred to as “inner circumferential surface”). With a predetermined gap.
  • the number of seal fins 25 is not limited to three, and may be one, two, or four or more.
  • seal fins 25 a, 25 b, 25 c gas leaked from between the stationary blade 22 and the rotary shaft body 20 (leaked fluid) flows between the stationary blade shroud 23 and the rotary shaft body 20.
  • the amount of leakage that leaks downstream is reduced.
  • the predetermined gap in the radial direction between the inner peripheral surface of the stationary blade shroud 23 and the tips of the seal fins 25a, 25b, 25c is a gas leaked from between the stationary blade 22 and the rotary shaft body 20 during operation ( Hereinafter, it is referred to as “distance in the radial direction” where the amount of leakage of “leak jet”) can be minimized.
  • the stationary blade 22 has a stationary blade shroud 23 at its tip.
  • the stationary blade shroud 23 forms a cylindrical shape by contacting adjacent stationary blade shrouds 23.
  • the inner peripheral surface of the stationary blade shroud 23 is substantially parallel to the flow direction of the mainstream gas that has acted on the stationary blade 22.
  • the cavity (space part) 27 is provided on the downstream side of the stationary blade shroud 23 and the downstream side of the seal fin 25 (sealing means) 25 c located on the most downstream side of the seal fin 25 and the concave downstream side of the rotary shaft body 20. It is formed by the wall surface 20b and the wall surface 20c and communicates with the mainstream gas that has acted on the stationary blade 22.
  • a corner (end) 20 d on the outer peripheral side of the wall surface 20 b of the rotating shaft body 20 forming the cavity 27 extends along the inner peripheral surface of the stationary blade shroud 23, and extends downstream of the stationary blade shroud 23.
  • the existing stationary blade shroud extension line (shroud extension line) 31 and the tips of the seal fins 25c located on the most downstream side with a predetermined gap therebetween are provided. It is separated from the seal fin extension line (sealing means extension line) 30 extending downstream of the seal fin 25c located on the most downstream side, and the stator blade shroud extension line as viewed from the seal fin extension line 30. 31 is located on the opposite side.
  • the predetermined gap between the stationary blade shroud extension line 31 and the seal fin extension line 30 minimizes the amount of leakage jet leaking from between the stationary blade shroud 31 and the seal fin 25 located on the most downstream side.
  • the distance in the radial direction can be suppressed to the limit.
  • a part of the mainstream gas guided to each stationary blade 22 leaks between the stationary blade shroud 23 and the rotating shaft body 20 from the upstream side of the stationary blade 22.
  • the mainstream gas leaked between the stationary blade shroud 23 and the rotating shaft body 20 is led out between the stationary blade shroud 23 and the seal fin 25c located on the most downstream side to become a leak jet.
  • the leak jet led out between the stationary blade shroud 23 and the seal fin 25c located at the most downstream is led out to a region sandwiched between the seal fin extension line 30 and the stationary blade shroud extension line 31.
  • the corner portion 20d of the wall surface 20b on the downstream side of the rotating shaft 20 is separated from the stationary blade shroud extension line 31 and the seal fin extension line 30, and is also viewed from the seal fin extension line 30. Since the extension line 31 is located on the opposite side of the extension line 31, the leak jet led out between the seal fin extension line 30 and the stationary blade shroud extension line 31 is located on the downstream wall surface 20 b of the rotating shaft 20. And it is derived
  • the inflow angle is preferably 30 ° or less, but is preferably as small as possible. Therefore, the inflow angle is preferably an angle close to parallel to the flow direction of the mainstream gas, and is most preferably parallel.
  • the leak jet can be led out away from the wall surface 20b and the corner (end) 20d on the downstream side of the rotary shaft body 20, the leak jet is positioned between the seal fin 25c located on the most downstream side and the stationary blade shroud 23. It is possible to prevent the leak jet that has leaked out from colliding with the wall surface 20b on the downstream side of the rotary shaft body 20. Therefore, when the leak jet collides with the wall surface 20b on the downstream side of the rotating shaft body 20, the collided leak jet moves radially outward along the wall surface 20b on the downstream side of the rotating shaft body 20, As shown by the broken line in FIG.
  • a vortex that flows counterclockwise is formed, and when the vortex and the mainstream gas merge, the vortex and the mainstream gas flow in opposite directions, and the mainstream gas that has acted on the stationary blade 22 flows into the cavity 27 It is possible to suppress entanglement inside. That is, the leak jet flows clockwise in the cavity 27 as shown by the broken line in FIG. Therefore, the leak jet can be merged without greatly disturbing the flow of the mainstream gas that has acted on the stationary blade 22, and the mixing loss due to the merge of the leakjet with the flow of the mainstream gas can be reduced.
  • the inner peripheral surface of the stationary blade shroud 23 may have a shape other than the shape shown in the present modified example, and the outer periphery on the downstream side of the moving blade shroud 3b shown in FIG. 2 or the moving blade shroud 3c shown in FIG. It may be inclined like a surface. That is, the downstream inner peripheral surface of the stationary blade shroud 23 separated from the seal fin 25c located at the most downstream side with a predetermined gap is along the flow direction of the mainstream gas acting on the stationary blade 22. It may be inclined so as to gradually move away from the rotating shaft body 20 or may be inclined so as to gradually approach the rotating shaft body 20 along the flow direction of the mainstream gas acting on the stationary blade 22.
  • these inclination angles are the flow of the mainstream gas when the leak jet merges with the mainstream gas after acting on the stationary blade 22. Is set to be 30 ° or less with respect to the flow direction of the mainstream gas acting on the stationary blade 22 in order to obtain an inflow angle that does not greatly disturb the flow angle.
  • Rotor blade shroud (shroud) 4 Turbine casing (structure) 4b Wall surface (wall) 4d corner (end) 5c Seal fin located at the most downstream (sealing means) 7 Cavity (space) 10 Extension line for seal fin (extension line for sealing means) 11 Rotor blade shroud extension line (shroud extension line)

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Abstract

　漏れ出た流体による主流流体の乱れを抑制可能なシール構造を提供する。主流流体が作用する複数の翼（２）の先端に設けられ、隣り合うそれぞれが接触して筒状となるシュラウド（３ａ）と、シュラウド（３ａ）に対向して設けられる構造体（４）に接続される封止手段（５ｃ）と、シュラウド（３ａ）の下流側と、封止手段（５ｃ）の下流側と、構造体（４）の下流側の壁部（４ｂ）とによって形成され、翼（２）に作用した主流流体に連通する空間部（７）と、を備え、構造体（４）の下流側の壁部（４ｂ）の端部（４ｄ）が、シュラウド（３ａ）の下流側に延在するシュラウド用延長線（１１）と、シュラウド用延長線（１１）に対して所定の間隙を有して略平行に設けられる封止手段（５ｃ）の下流側に延在する封止手段用延長線（１０）とから離反するとともに、封止手段用延長線（１０）から見てシュラウド用延長線（１１）とは反対側に位置するように形成されている。

Description

シール構造、これを備えたタービン機械およびこれを備えた発電プラント
　本発明は、シール構造、これを備えたタービン機械およびこれを備えた発電プラントに関し、特に、封止手段と翼先端のシュラウドとの間から漏れ出る流体に関するものである。
　一般に、図５に示すように、タービンの複数の動翼５１の各先端には、タービンケーシング５２と対向するように、動翼シュラウド５３が設けられている。動翼シュラウド５３は、これら動翼５１の回転中に隣り合うそれぞれが接触して環状になる。動翼シュラウド５３と、タービンケーシング５２との間には、タービンケーシング５２から動翼シュラウド５３に向かってシールフィン５４がタービンケーシング５２側に接続されているシール部が設けられている。シールフィン５４は、動翼５１に導かれた主流流体が動翼シュラウド５３とタービンケーシング５２との間から漏れ出る流体（以下、「リークジェット」という。）の漏洩量を減少するために設けられている（例えば、蒸気タービンについての特許文献１および特許文献２）。
特開２００５－２１４０５１号公報 特開２００６－１３８２５９号公報 特開２００６－２９１９６７号公報
　しかしながら、特許文献１や特許文献３に記載の発明では、シール部を漏れ出るリークジェットの流れ方向の下流側には、タービンケーシングの下流側の壁部が存在しており、大気開放となっていないことは明らかである。そのため、図５に示すように、タービンケーシング５２の下流側の壁部５２ａと動翼シュラウド５３とシールフィン５４とによって形成されている空間部５５に導出されたリークジェット（図５において破線で示す。）は、タービンケーシング５２の下流側の壁部５２ａに衝突してその壁部５２ａに沿って径方向内方側に移動し、動翼５１に作用した後の主流流体（図５において実線で示す。）に大きな角度（例えば９０°）をもって合流する。リークジェットが主流流体に合流する際には、主流流体に対するリークジェットの流入角度が大きくなるためリークジェットが主流流体を大きく乱し混合損失（ミキシングロス）が生じてタービン効率が低下するという問題があった。
　さらに、タービンケーシング５２の下流側の壁部５２ａにリークジェットが衝突することによって、衝突したリークジェットは、タービンケーシング５２の下流側の壁部５２ａに沿って径方向内方側に移動する。タービンケーシング５２の壁部５２ａに沿って径方向内方側に移動したリークジェットは、主流流体の一部を巻き込んで図５の破線で示すように空間部５５内に渦を生じる。主流流体の一部が空間部５５内に巻き込まれるため、主流流体の流れが大きく乱れて混合損失（ミキシングロス）が発生するという問題があった。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、シール部から漏れ出た流体による主流流体の流れの乱れを抑制可能なシール構造、これを備えたタービン機械およびこれを備えた発電プラントを提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明のシール構造、これを備えたタービン機械およびこれを備えた発電プラントは、以下の手段を採用する。
　すなわち、本発明の第１の態様に係るシール構造によれば、主流流体が作用する複数の翼の先端に設けられ、隣り合うそれぞれが接触して筒状となるシュラウドと、該シュラウドに対向して設けられる構造体に接続される封止手段と、前記シュラウドの下流側と、前記封止手段の下流側と、前記構造体の下流側の壁部とによって形成され、前記翼に作用した主流流体に連通する空間部と、を備え、前記構造体の下流側の前記壁部の端部が、前記シュラウドの下流側に延在するシュラウド用延長線と、該シュラウド用延長線に対して所定の間隙を有して略平行に設けられる前記封止手段の下流側に延在する封止手段用延長線とから離反するとともに、前記封止手段用延長線から見て前記シュラウド用延長線とは反対側に位置するように形成されている。
　封止手段とシュラウドとの間から空間部内に漏れ出た流体は、シュラウドの下流側に延在するシュラウド用延長線およびそれに平行する封止手段の下流側に延在する封止手段用延長線に沿って導出される。そのため、封止手段用延長線およびシュラウド用延長線によって挟まれた領域、換言すれば、漏れ出た流体が流れる領域の延在方向に、タービンケーシングや回転軸体などの構造体の下流側の壁部がある場合には、漏れ出た流体が空間部内を通過して構造体の下流側の壁部に衝突する。構造体の壁部に衝突した漏れ出た流体は、構造体の下流側の壁部に沿って構造体とは逆の方向に、すなわち、主流流体側に流れる。空間部は、翼に作用した主流流体に連通するので、壁部に沿って漏れ出た流体が翼に作用した主流流体に対して大きな角度（例えば９０°）をもって合流する。そのため、翼に作用した主流流体の流れが大きく乱れることになる。
　また、例えば、図５のように翼が動翼５１であり構造体がタービンケーシング５２の場合には、空間部５５内に漏れ出た流体がタービンケーシング５２の下流側の壁部５２ａに衝突することによって、衝突した漏れ出た流体がタービンケーシング５２の下流側の壁部５２ａに沿って径方向内方側に移動して、図５の破線に示すように時計回りに流れる。そのため、漏れ出た流体の流れ方向は、動翼５１に作用した主流流体の流れ方向と逆向きとなり動翼５１に作用した主流流体を空間部５５内に巻き込むこととなる。したがって、動翼５１に作用した主流流体の流れが大きく乱れることになる。
　図６のように翼が静翼６１であり構造体が回転軸体６２の場合には、空間部６５内に漏れ出た流体が回転軸体６２の下流側の壁部６２ａに衝突することによって、衝突した漏れ出た流体の一部が回転軸体６２の下流側の壁部６２ａに沿って径方向外方側に移動して、図６の破線のように反時計回りに流れる。そのため、漏れ出た流体の流れ方向は、静翼６１に作用した主流流体の流れ方向と逆向きとなり静翼６１に作用した主流流体を空間部６５内に巻き込むこととなる。したがって、静翼６１に作用した主流流体の流れが大きく乱れることになる。
　そこで、本発明の第１の態様では、空間部を形成する構造体の下流側の壁部の端部が、シュラウドの下流側に延在するシュラウド用延長線およびそれに平行する封止手段の下流側に延在する封止手段用延長線から離反するとともに、封止手段用延長線から見てシュラウド用延長線とは反対側に位置するようにした。これにより、封止手段とシュラウドとの間から漏れ出た流体が構造体の下流側の壁部に衝突することを防止することができる。そのため、翼に作用した主流流体に対して漏れ出た流体を小さな流入角度（例えば、３０°以下）により合流させることができる。したがって、漏れ出た流体が主流流体に合流することによるミキシングロスを低減することができる。
　また、漏れ出た流体を構造体の下流側の壁部（壁面）の端部から離反して導出することができるので、封止手段とシュラウドとの間から漏れ出た流体が構造体の下流側の壁部に衝突することを防止することができる。
　そのため、図５のように翼が動翼５１であり構造体がタービンケーシング５２の場合には、タービンケーシング５２の下流側の壁部５２ａに漏れ出た流体が衝突することによって、衝突した漏れ出た流体がタービンケーシング５２の下流側の壁部５２ａに沿って径方向内方側に移動して、図５の破線のように時計回りに流れて翼５１に作用した主流流体を空間部５５内に巻き込むことを抑制することができる。すなわち、漏れ出た流体は、図５に示した破線と反対方向である反時計回りに流れる。したがって、翼５１に作用した主流流体の流れが大きく乱れることを防止して、漏れ出た流体が主流流体の流れに合流することによるミキシングロスを低減することができる。
　また、図６のように翼が静翼６１であり構造体が回転軸体６２の場合には、回転軸体６２の下流側の壁部６２ａに漏れ出た流体が衝突することによって、衝突した漏れ出た流体の一部が回転軸体６２の下流側の壁部６２ａに沿って、径方向外方側に移動して、図６の破線のように反時計回りに流れて静翼６１に作用した主流流体を空間部６５内に巻き込むことを抑制することができる。すなわち、漏れ出た流体は、図６に示す破線と反対方向である時計回りに流れる。したがって、静翼６１に作用した主流流体の流れが大きく乱れることを防止して、漏れ出た流体が主流流体の流れに合流することによるミキシングロスを低減することができる。
　シュラウド用延長線と封止手段用延長線との間の所定の間隙とは、運転中に封止手段とシュラウドとが接触することなく、かつ、シュラウドと封止手段との間から漏れ出る流体の漏洩量を最小限に抑えることが可能な径方向における距離とされる。
　さらに、本発明の第１の態様に係るシール構造によれば、前記シュラウドの前記構造体に対向する側の面は、前記翼に作用した主流流体の流れ方向と略平行に設けられる。
　翼に作用した主流流体の流れ方向に略平行となるようにシュラウドの構造体に対向する側の面（動翼の場合は外周面、静翼の場合は内周面）を設けることとした。そのため、封止手段とシュラウドとの間から漏れ出た流体を翼に作用した主流流体に対して小さな角度により合流させることができる。したがって、漏れ出た流体が主流流体に合流することによるミキシングロスを低減することができる。
　さらに、本発明の第１の態様に係るシール構造によれば、前記シュラウドの前記構造体に対向する側の面は、前記翼に作用する主流流体の流れ方向に沿って次第に前記構造体から離反するように傾斜する。
　シュラウドの構造体に対向する側の面は、翼に作用する主流流体の流れ方向に沿って次第に構造体から離反するように傾斜させて設けることとした。これにより、漏れ出た流体を構造体の下流側の壁部（壁面）から離反して導出することができるので、封止手段とシュラウドとの間から漏れ出た流体が構造体の下流側の壁部に衝突することを防止することができる。
　そのため、図５のように翼が動翼５１であり構造体がタービンケーシング５２の場合には、タービンケーシング５２の下流側の壁部５２ａに漏れ出た流体が衝突することによって、衝突した漏れ出た流体がタービンケーシング５２の下流側の壁部５２ａに沿って径方向内方側に移動して、図５の破線のように時計回りに流れて動翼５１に作用した主流流体を空間部５５内に巻き込むことを抑制することができる。すなわち、漏れ出た流体は、図５に示した破線と反対方向である反時計回りに流れる。したがって、動翼５１に作用した主流流体の流れが大きく乱れることを防止して、漏れ出た流体が主流流体の流れに合流することによるミキシングロスを低減することができる。
　また、例えば、図６のように翼が静翼６１であり構造体が回転軸体６２の場合には、回転軸体６２の下流側の壁部６２ａに漏れ出た流体が衝突することによって、衝突した漏れ出た流体の一部が回転軸体６２の下流側の壁部６２ａに沿って径方向外方側に移動して、図６の破線で示すように反時計回りに流れて静翼６１に作用した主流流体を空間部６５内に巻き込むことを抑制することができる。すなわち、漏れ出た流体は、図６に示す破線と反対方向である時計回りに流れる。したがって、静翼６１に作用した主流流体の流れが大きく乱れることを防止して、漏れ出た流体が主流流体の流れに合流することによるミキシングロスを低減することができる。
　シュラウドの構造体に対向する側の面が傾斜する角度は、漏れ出た流体が翼に作用した主流流体に合流した際に、翼に作用した主流流体の流れを大きく乱すことのない角度とされる。
　翼に作用した主流流体に対して漏れ出た流体を流入させる角度としては、３０°以下が好適である。
　さらに、本発明の第１の態様に係るシール構造によれば、前記シュラウドの前記構造体に対向する側の面は、前記翼に作用する主流流体の流れ方向に沿って次第に前記構造体に近づくように傾斜する。
　シュラウドの構造体に対向する側の面は、翼に作用する主流流体の流れ方向に沿って次第に構造体に近づくように傾斜するように設けることとした。そのため、封止手段とシュラウドとの間から漏れ出た流体を翼に作用した主流流体に直接合流させず、また、空間部内に翼に作用した主流流体が巻き込まれることを更に抑制することができる。したがって、漏れ出た流体が主流流体に合流することによるミキシングロスを低減することができる。
　シュラウドの構造体に対向する側の面の傾斜角度は、漏れ出た流体が翼に作用した主流流体に合流した際に、翼に作用した主流流体の流れを大きく乱すことのない角度とされる。
　翼に作用した主流流体に対して漏れ出た流体を流入させる角度としては、３０°以下が好適である。
　さらに、本発明の第２の態様に係るタービン機械によれば、上記のいずれかに記載のシール構造を備える。
　封止手段とシュラウドとの間から漏れ出た流体が翼に作用した主流流体に合流する際に生じるミキシングロスの低減が可能なシール構造を備えることとした。そのため、タービン機械のタービン効率の低下を防止することができる。
　さらに、本発明の第３の態様に係る発電プラントによれば、上記に記載のタービン機械を備える。
　タービン効率の低下を防止することが可能なタービン機械を設けることとした。そのため、発電プラントの発電効率の低下を防止することができる。
　空間部を形成する構造体の下流側の壁部の端部が、シュラウドの下流側に延在するシュラウド用延長線およびそれに平行する封止手段の下流側に延在する封止手段用延長線から離反するとともに、封止手段用延長線から見てシュラウド用延長線とは反対側に位置するようにした。これにより、封止手段とシュラウドとの間から漏れ出た流体が構造体の下流側の壁部に衝突することを防止することができる。そのため、翼に作用した主流流体に対して漏れ出た流体を小さな流入角度（例えば、３０°以下）により合流させることができる。したがって、漏れ出た流体が主流流体に合流することによるミキシングロスを低減することができる。
　また、漏れ出た流体を構造体の下流側の壁部（壁面）の端部から離反して導出することができるので、封止手段とシュラウドとの間から漏れ出た流体が構造体の下流側の壁部に衝突することを防止することができる。
　そのため、図５のように翼が動翼５１であり構造体がタービンケーシング５２の場合には、タービンケーシング５２の下流側の壁部５２ａに漏れ出た流体が衝突することによって、衝突した漏れ出た流体がタービンケーシング５２の下流側の壁部５２ａに沿って径方向内方側に移動して、図５の破線のように時計回りに流れて動翼５１に作用した主流流体を空間部５５内に巻き込むことを抑制することができる。すなわち、漏れ出た流体は、図５に示した破線と反対方向である反時計回りに流れる。したがって、動翼５１に作用した主流流体の流れが大きく乱れることを防止して、漏れ出た流体が主流流体の流れに合流することによるミキシングロスを低減することができる。
　また、図６のように翼が静翼６１であり構造体が回転軸体６２の場合には、回転軸体６２の下流側の壁部６２ａに漏れ出た流体が衝突することによって、衝突した漏れ出た流体の一部が回転軸体６２の下流側の壁部６２ａに沿って径方向外方側に移動して、図６の破線で示すように反時計回りに流れて静翼６１に作用した主流流体を空間部６５内に巻き込むことを抑制することができる。すなわち、漏れ出た流体は、図６に示す破線と反対方向である時計回りに流れる。したがって、静翼６１に作用した主流流体の流れが大きく乱れることを防止して、漏れ出た流体が主流流体の流れに合流することによるミキシングロスを低減することができる。
本発明の第１実施形態に係る発電プラントにおけるガスタービンのシール構造であり、（Ａ）は、その概略構成図を示し、（Ｂ）は、その部分拡大図である。 本発明の第２実施形態に係る発電プラントにおけるガスタービンのシール構造であり、（Ａ）は、その概略構成図を示し、（Ｂ）は、その部分拡大図である。 本発明の第３実施形態に係る発電プラントにおけるガスタービンのシール構造であり、（Ａ）は、その概略構成図を示し、（Ｂ）は、その部分拡大図である。 本発明の第１実施形態の変形例に係る発電プラントにおけるガスタービンのシール構造の概略構成図である。 従来の発電プラントにおけるタービン機械の動翼とタービンケーシングとの間のシール構造の概略構成図である。 従来の発電プラントにおけるタービン機械の静翼と回転軸体との間のシール構造の概略構成図である。
［第１実施形態］
　図１は、第１実施形態に係る発電プラントにおけるガスタービン（タービン機械）のシール構造であり、（Ａ）は、その概略構成図を示し、（Ｂ）は、その部分拡大図を示している。
　発電プラントに設けられているガスタービンは、ガスタービン内に導かれた燃焼ガスである主流ガス（主流流体）の流れを複数の動翼（翼）２へと導く静翼（図示せず）と、静翼を通過した主流ガスが作用する動翼２と、動翼２の先端に設けられて隣り合うそれぞれが接触して筒状となる動翼シュラウド３（３ａ）と、動翼２および動翼シュラウド（シュラウド）３ａを内包しているタービンケーシング（構造体）４とを有している。
　タービンケーシング４は、動翼２の先端に設けられている動翼シュラウド３ａの外周を囲んでいる筒形状とされている。タービンケーシング４の内周は、図１（Ａ）に示すように、タービンケーシング４の外周に向かって凹形状に形成されている。タービンケーシング４の内周に設けられている凹形状は、動翼２の上流側の壁面（壁部）４ａと、動翼２の下流側の壁面４ｂと、壁面４ａおよび壁面４ｂを接続しており動翼シュラウド３ａの径方向外方側に対向するように位置している壁面４ｃとによって形成されている。これにより、タービンケーシング４の内周に設けられている凹形状は、タービンケーシング４の外周に向かって窪むこととなる。
　タービンケーシング４の内周に設けられている凹形状を形成している壁面４ｃには、シールフィン５の基端が接続されている。シールフィン５は、少なくとも１つ以上のシールフィン、例えば３つを備えている。各シールフィン５ａ、５ｂ、５ｃは、タービンケーシング４の壁面４ｃから動翼シュラウド３ａに向かって径方向内方側に延在している。動翼シュラウド３ａに向かって延在している各シールフィン５ａ、５ｂ、５ｃの先端は、動翼シュラウド３ａのタービンケーシング４に対向する側の面（以下、「外周面」という。）と所定の間隙を有して離反している。シールフィン５は、３つに限られることはなく、１つ、２つ、または、４つ以上でもよい。
　これらシールフィン５ａ、５ｂ、５ｃによって、動翼２とタービンケーシング４との間から漏れ出たガス（漏れ出た流体）が、動翼シュラウド３ａとタービンケーシング４との間から動翼２の下流側へと漏洩する漏洩量を低減している。動翼シュラウド３ａの外周面と各シールフィン５ａ、５ｂ、５ｃの先端との径方向における所定の間隙とは、運転中に動翼シュラウド３ａの外周面と各シールフィン５ａ、５ｂ、５ｃとが機械的な接触を生じることのない程度に小さく、かつ、動翼２とタービンケーシング４との間から漏れ出たガス（以下、「リークジェット」という。）の漏洩量を最小限に抑えることが可能な径方向における距離とされている。
　動翼２は、図示しない回転軸体の周方向に沿って複数設けられている。これら複数の動翼２により動翼列６が形成されている。動翼列６と、静翼が回転軸体の周方向に沿って複数設けられている静翼列（図示せず）とは、交互に多段に回転軸体の軸方向に設けられている。動翼２には、主流ガスが作用する。これにより、ガスタービンが回転駆動されることとなる。各動翼２に作用した主流ガスは、下流側に設けられている静翼列へと導かれる。
　キャビティ（空間部）７は、動翼シュラウド３ａの下流側およびシールフィン５のうち最下流に位置するシールフィン５ｃ（本発明における封止手段）の下流側と、タービンケーシング４の凹形状の下流側の壁面４ｂおよび壁面４ｃとによって形成され、動翼２に作用した主流ガスに連通している。キャビティ７を形成しているタービンケーシング４の壁面４ｂの内周側の角部（端部）４ｄは、図１（Ｂ）に示すように、動翼シュラウド３ａの外周面に沿って延長し、動翼シュラウド３ａの下流側に延在している動翼シュラウド用延長線（シュラウド用延長線）１１、および、それに対して所定の間隙を有して略平行に設けられ最下流に位置するシールフィン５ｃの先端を通って最下流に位置するシールフィン５ｃの下流側に延在しているシールフィン用延長線（封止手段用延長線）１０から離反するとともに、シールフィン用延長線１０から見て動翼シュラウド用延長線１１とは反対側に位置している。
　動翼シュラウド用延長線１１とシールフィン用延長線１０との間の所定の間隙とは、運転中にシールフィン５ａ、５ｂ、５ｃと動翼シュラウド３ａとが接触することなく、かつ、動翼シュラウド３ａとシールフィン５ａ、５ｂ、５ｃとの間から漏れ出るリークジェットの漏洩量を最小限に抑えることが可能な径方向における距離とされている。
　動翼シュラウド３ａは、各動翼２の先端に設けられている。動翼シュラウド３ａは、隣り合う動翼シュラウド３ａ同士が接触して筒状を形成している。動翼シュラウド３ａの外周面は、図１（Ａ）に示すように、動翼２に作用する主流ガスの流れ方向に沿って段差を有するステップ形状とされている。動翼シュラウド３ａの主流ガスの流れ方向の中央部には、タービンケーシング４側（外周側）に突出している凸部が形成されている。動翼シュラウド３ａの上流側、中央部、下流側の各外周面は、動翼２に作用した後の主流ガスの流れ方向に対して略平行になるように設けられている。このように動翼シュラウド３ａをステップ形状にすることによって、動翼シュラウド３ａとタービンケーシング４との間のシール効果を高めている。
　動翼シュラウド３ａの形状は、ステップ形状に限られることはなく、これ以外の形状であっても良い。
　次に、主流ガスおよびリークジェットの流れについて説明する。
　ガスタービンに導かれた主流ガスは、静翼列から動翼列６へと導かれる。動翼列６に導かれた主流ガスは、各動翼２に作用してガスタービンを駆動する。動翼２に作用した後の主流ガスは、その下流側に設けられている静翼列へと導かれる。
　また、動翼２に作用する主流ガスの一部は、動翼２の上流側から動翼シュラウド３ａとタービンケーシング４との間に漏れ出る。動翼シュラウド３ａとタービンケーシング４との間に漏れ出た主流ガスは、動翼シュラウド３ａと最下流のシールフィン５ｃとの間から導出されてリークジェットとなる。
　動翼シュラウド３ａと最下流のシールフィン５ｃとの間から導出されたリークジェットは、シールフィン用延長線１０と動翼シュラウド用延長線１１とによって挟まれている領域（以下、「リークジェットが流れる領域」という。）に導出される。ここで、タービンケーシング４の下流側の壁面４ｂの角部４ｄは、動翼シュラウド用延長線１１およびシールフィン用延長線１０から離反するとともに、シールフィン用延長線１０から見て動翼シュラウド用延長線１１とは反対側に位置しているので、リークジェットが流れる領域から導出されたリークジェットは、タービンケーシング４の下流側の壁面４ｂおよびに角部４ｄに衝突することなく主流ガス側へと導出される。
　リークジェットが流れる領域から導出されたリークジェットは、各動翼２に作用した後の主流ガスの流れ方向に対して小さな流入角度をもって合流する。この流入角度は、３０°以下がよいとされるが、小さければ小さいほど好ましいため、主流ガスの流れ方向に対して平行に近い角度であれば更によく、平行な場合が最も望ましい。
　また、リークジェットをタービンケーシング４の下流側の壁面４ｂおよび角部４ｄから離反して導出させることができるので、最下流に位置するシールフィン５ｃと動翼シュラウド３ａとの間から漏れ出たリークジェットがタービンケーシング４の下流側の壁面４ｂに衝突することを防止することができる。そのため、タービンケーシング４の下流側の壁面４ｂにリークジェットが衝突することによって、衝突したリークジェットがタービンケーシング４の下流側の壁面４ｂに沿って径方向内方側に移動して、図５に示した破線のように時計回りに流れる渦が形成され、その渦と主流ガスが合流する際に、渦と主流ガスが逆方向に流れて、動翼２に作用した主流ガスをキャビティ７内に巻き込むことを抑制することができる。すなわち、リークジェットは、図１（Ａ）に示した破線のようにキャビティ７内を反時計回りに流れることとなる。
　以上の通り、シール構造、これを備えたタービン機械およびこれを備えた発電プラントによれば、以下の作用効果を奏する。
　キャビティ（空間部）７を形成しているタービンケーシング（構造体）４の下流側の壁面（壁部）４ｂの角部（端部）４ｄが、動翼シュラウド（シュラウド）３ａの下流側に延在している動翼シュラウド用延長線（シュラウド用延長線）１１およびそれに平行して最下流に位置するシールフィン（封止手段）５ｃの下流側に延在しているシールフィン用延長線（封止手段用延長線）１０から離反するとともに、シールフィン用延長線１０から見て動翼シュラウド用延長線１１とは反対側に位置するようにした。これにより、最下流に位置するシールフィン５ｃと動翼シュラウド３ａとの間から漏れ出たリークジェット（漏れ出た流体）がタービンケーシング４の下流側の壁面４ｂに衝突することを防止することができる。そのため、動翼（翼）２に作用した主流ガス（主流流体）に対してリークジェットを小さな流入角度により合流させることができる。したがって、リークジェットが主流ガスに合流することによるミキシングロスを低減することができる。
　また、リークジェットをタービンケーシング４の下流側の壁面４ｂから離反して導出することができるので、最下流に位置するシールフィン５ｃと動翼シュラウド３ａとの間から漏れ出たリークジェットがタービンケーシング４の下流側の壁面４ｂに衝突することを防止することができる。そのため、タービンケーシング４の下流側の壁面４ｂにリークジェットが衝突することによって、衝突したリークジェットがタービンケーシング４の下流側の壁面４ｂに沿って径方向内方側に移動して、図５に示した破線のように、時計回りに流れる渦が形成され、その渦と主流ガスが合流する際に、渦と主流ガスが逆方向に流れて、動翼２に作用した主流ガスをキャビティ７内に巻き込むことを抑制することができる。すなわちリークジェットは、図１（Ａ）に示した破線のようにキャビティ７内を反時計回りに流れることとなる。したがって、リークジェットが動翼２に作用した主流ガスの流れに合流する際の流れの向きがほぼ同じとなるため、動翼２に作用した主流ガスの流れが大きく乱れることを防止して、リークジェットが主流ガスの流れに合流することによるミキシングロスを低減することができる。
　動翼シュラウド３ａのタービンケーシング４に対向する側の面（外周面）は、動翼２に作用した主流ガスの流れ方向に略平行となるように設けることとした。そのため、最下流に位置するシールフィン５ｃと動翼シュラウド３ａとの間から漏れ出たリークジェットを動翼２に作用した主流ガスに対して小さな流入角度により合流させることができる。したがって、リークジェットが主流ガスに合流することによるミキシングロスを低減することができる。
　最下流に位置するシールフィン５ｃと動翼シュラウド３ａとの間から漏れ出たリークジェットが動翼２に作用した主流ガスに合流する際に生じるミキシングロスの低減が可能なシール構造を備えることとした。そのため、ガスタービン（タービン機械）のタービン効率の低下を防止することができる。
　タービン効率の低下を防止することが可能なガスタービン（タービン機械）を設けることとした。そのため、発電プラントの発電効率の低下を防止することができる。
［第２実施形態］
　以下、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態のシール構造、これを備えたタービン機械およびこれを備えた発電プラントは、最下流に位置するシールフィン（封止手段）５ｃと所定の間隙を有して離反する動翼シュラウドの下流側の外周面が動翼に作用する主流ガスの流れ方向に沿って次第にタービンケーシングの内側から離反する点で第１実施形態と相違し、その他は同様である。したがって、同一の構成および同一の流れについては、同一の符号を付してその説明を省略する。
　図２は、本発明の第２実施形態に係る発電プラントにおけるガスタービンのシール構造であり、（Ａ）は、その概略構成図を示し、（Ｂ）は、その部分拡大図を示している。
　動翼シュラウド（シュラウド）３ｂの下流側の外周面（タービンケーシング４に対向している側の面）は、動翼シュラウド３ｂの中央部に設けられている凸部から動翼（翼）２に作用する主流ガス（主流流れ）の流れ方向に沿って次第にタービンケーシング(構造体)４の内側から離反するように傾斜している。動翼シュラウド３ｂの下流側の外周面がタービンケーシング４の内側から次第に離反する割合、即ち、傾斜角度は、リークジェット（漏れ出た流体）が動翼２に作用した後の主流ガスに合流した際に、主流ガスの流れを大きく乱すことのない流入角度とするために、動翼２に作用した主流ガスの流れ方向に対して３０°以下がよいとされている。
　最下流に位置するシールフィン５ｃと動翼シュラウド３ｂとの間から導出されたリークジェットは、タービンケーシング４の壁面（壁部）４ｂおよび角部（端部）４ｄに衝突することなく主流ガス側へと導出される。
　また、最下流に位置するシールフィン５ｃと動翼シュラウド３ｂとの間から導出されたリークジェットは、各動翼２に作用した後の主流ガスの流れ方向に対して小さな流入角度をもって合流する。
　以上の通り、本実施形態に係るシール構造、これを備えたタービン機械およびこれを備えた発電プラントによれば、以下の作用効果を奏する。
　動翼シュラウド(シュラウド)３ｂの下流側の外周面（タービンケーシング４に対向している側の面）は、動翼（翼）２に作用する主流ガス（主流流体）の流れ方向に沿って次第にタービンケーシング（構造体）４から離反するように傾斜させて設けることとした。これによりリークジェット（漏れ出た流体）をタービンケーシング４の下流側の壁面（壁部）４ｂから離反して導出することができるので、最下流に位置するシールフィン（封止手段）５ｃと動翼シュラウド３ｂとの間から漏れ出たリークジェットがタービンケーシング４の下流側の壁面４ｂに衝突することを防止することができる。そのため、タービンケーシング４の下流側の壁面４ｂにリークジェットが衝突することによって、衝突したリークジェットがタービンケーシング４の下流側の壁面４ｂに沿って径方向内方側に移動して、図５に示した破線のようにキャビティ７（空間部）内に時計回りの渦を形成して、動翼２に作用した主流ガスをキャビティ７内に巻き込むことを抑制することができる。すなわち、リークジェットは、図２（Ａ）に示した破線のようにキャビティ７内を反時計回りに流れることとなる。したがって、動翼２に作用した主流ガスの流れが大きく乱れることを防止して、リークジェットが主流ガスの流れに合流することによるミキシングロスを低減することができる。
［第３実施形態］
　以下、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態のシール構造、これを備えたタービン機械およびこれを備えた発電プラントは、最下流に位置するシールフィン（封止手段）５ｃと所定の間隙を有して離反する動翼シュラウドの下流側の外周面が動翼に作用する主流ガスの流れ方向に沿って次第にタービンケーシングの内側に近づく点で第１実施形態と相違しその他は同様である。したがって、同一の構成および同一の流れについては、同一の符号を付してその説明を省略する。
　図３は、本発明の第３実施形態に係る発電プラントにおけるガスタービンのシール構造であり、（Ａ）は、その概略構成図を示し、（Ｂ）は、その部分拡大図を示している。
　動翼シュラウド（シュラウド）３ｃの下流側の外周面（タービンケーシング４に対向している側の面）は、動翼シュラウド３ｃの中央部に設けられている凸部から動翼（翼）２に作用する主流ガス（主流流れ）の流れ方向に沿って次第にタービンケーシング（構造体）４の内側に近づいて傾斜するように形成されている。動翼シュラウド３ｃの下流側の外周面がタービンケーシング４の内側へと次第に近づく割合、即ち、傾斜角度は、リークジェット（漏れ出た流体）が動翼２に作用した後の主流ガスに合流した際に、主流ガスの流れを大きく乱すことのない流入角度とするために、動翼２に作用した主流ガスの流れ方向に対して３０°以下がよいとされている。
　最下流に位置するシールフィン（封止手段）５ｃと動翼シュラウド３ｃとの間から導出されたリークジェットは、タービンケーシング４の壁面（壁部）４ｂおよび角部（端部）４ｄに衝突することなく主流ガス側へと導出される。
　また、最下流に位置するシールフィン５ｃと動翼シュラウド３ｃとの間から導出されたリークジェットは、各動翼２に作用した後の主流ガスの流れ方向に対して小さな流入角度をもって合流する。
　以上の通り、本実施形態に係るシール構造、これを備えたタービン機械およびこれを備えた発電プラントによれば、以下の作用効果を奏する。
　動翼シュラウド(シュラウド)３ｃの下流側の外周面（タービンケーシング４に対向している側の面）は、動翼（翼）２に作用する主流ガス（主流流体）の流れ方向に沿って次第にタービンケーシング（構造体）４に近づくように傾斜するように設けることとした。そのため、最下流に位置するシールフィン（封止手段）５ｃと動翼シュラウド３ｃとの間から漏れ出たリークジェット（漏れ出た流体）を動翼２に作用した主流ガスに直接合流させず、また、キャビティ（空間部）７内に動翼２に作用した主流ガスが巻き込まれることを更に抑制することができる。したがって、リークジェットが主流ガスに合流することによるミキシングロスを低減することができる。
　上述した第１～第３実施形態では、タービン機械としてガスタービンを用いて説明したが、蒸気タービンなど他のタービン機械であっても良い。
　また、上述した第１～第３実施形態では、翼を動翼２とし、構造体をタービンケーシング４として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、翼を静翼とし、構造体を回転軸体としても良い。
　図４には、前述した第１実施形態の変形例として、翼を静翼とし構造体を回転軸体とした場合の概略構成図が示されている。
　回転軸体（構造体）２０は、前述した静翼列（図示せず）および動翼列６（図１参照）を通過する主流ガス（主流流体）の流れ方向に延在している棒状形状とされている。回転軸体２０の外周は、回転軸体２０の中心軸方向に向かって凹形状になるように形成されている。回転軸体２０の外周に設けられている凹形状は、静翼（翼）２２の上流側の壁面（壁部）２０ａと、静翼２２の下流側の壁面２０ｂと、壁面２０ａおよび壁面２０ｂを接続しており静翼シュラウド（シュラウド）２３の径方向内方側に対向するように位置している壁面２０ｃとによって形成されている。これにより、回転軸体２０の外周に設けられている凹形状は、回転軸体２０の中心軸方向に向って窪むこととなる。
　回転軸体２０の外周に設けられている凹形状を形成している壁面２０ｃには、シールフィン２５の基端が接続されている。シールフィン２５は、少なくとも１つ以上のシールフィン２５、例えば３つを備えている。各シールフィン２５ａ、２５ｂ、２５ｃは、回転軸体２０の壁面２０ｃから静翼シュラウド２３に向かって径方向外方側に延在している。静翼シュラウド２３に向かって延在している各シールフィン２５ａ、２５ｂ、２５ｃの先端は、静翼シュラウド２３の回転軸体２０に対向する側の面（以下、「内周面」という。）と所定の間隙を有して離反している。シールフィン２５は、３つに限られることはなく、１つ、２つ、または、４つ以上でもよい。
　これらシールフィン２５ａ、２５ｂ、２５ｃによって、静翼２２と回転軸体２０との間から漏れ出たガス（漏れ出た流体）が、静翼シュラウド２３と回転軸体２０との間から静翼２２の下流側へと漏洩する漏洩量を低減している。静翼シュラウド２３の内周面と各シールフィン２５ａ、２５ｂ、２５ｃの先端との径方向における所定の間隙とは、運転中に静翼２２と回転軸体２０との間から漏れ出たガス（以下、「リークジェット」という。）の漏洩量を最小限に抑えることが可能な径方向における距離とされている。
　静翼２２は、その先端に静翼シュラウド２３を有している。静翼シュラウド２３は、隣り合う静翼シュラウド２３同士が接触して筒状を形成している。静翼シュラウド２３の内周面は、静翼２２に作用した主流ガスの流れ方向に対して略平行とされている。
　キャビティ（空間部）２７は、静翼シュラウド２３の下流側およびシールフィン２５のうち最下流に位置するシールフィン（封止手段）２５ｃの下流側と、回転軸体２０の凹形状の下流側の壁面２０ｂおよび壁面２０ｃとによって形成され、静翼２２に作用した主流ガスに連通している。キャビティ２７を形成している回転軸体２０の壁面２０ｂの外周側の角部（端部）２０ｄは、静翼シュラウド２３の内周面に沿って延長し、静翼シュラウド２３の下流側に延在している静翼シュラウド用延長線（シュラウド用延長線）３１、および、それに対して所定の間隙を有して略平行に設けられている最下流に位置するシールフィン２５ｃの先端を通って最下流に位置するシールフィン２５ｃの下流側に延在しているシールフィン用延長線（封止手段用延長線）３０から離反するとともに、シールフィン用延長線３０からみて静翼シュラウド用延長線３１とは反対側に位置している。
　静翼シュラウド用延長線３１とシールフィン用延長線３０との間の所定の間隙とは、静翼シュラウド３１と最下流に位置するシールフィン２５との間から漏れ出るリークジェットの漏洩量を最小限に抑えることが可能な径方向における距離とされている。
　次に、主流ガスおよびリークジェットの流れについて説明する。
　各静翼２２に導かれた主流ガスの一部は、静翼２２の上流側から静翼シュラウド２３と回転軸体２０との間に漏れ出る。静翼シュラウド２３と回転軸体２０との間に漏れ出た主流ガスは、静翼シュラウド２３と最下流に位置するシールフィン２５ｃとの間から導出されてリークジェットとなる。
　静翼シュラウド２３と最下流に位置するシールフィン２５ｃとの間から導出されたリークジェットは、シールフィン用延長線３０と静翼シュラウド用延長線３１とによって挟まれている領域に導出される。ここで、回転軸体２０の下流側の壁面２０ｂの角部２０ｄは、静翼シュラウド用延長線３１およびシールフィン用延長線３０から離反するとともに、シールフィン用延長線３０から見て静翼シュラウド用延長線３１とは反対側に位置しているので、シールフィン用延長線３０と静翼シュラウド用延長線３１との間から導出されたリークジェットは、回転軸体２０の下流側の壁面２０ｂおよびに角部２０ｄに衝突することなく主流ガス側へと導出される。
　シールフィン用延長線３０と静翼シュラウド用延長線３１との間から導出されたリークジェットは、各静翼２２に作用した後の主流ガスの流れ方向に対して小さな流入角度をもって合流する。この流入角度は、３０°以下がよいとされるが、小さければ小さいほど好ましいため、主流ガスの流れ方向に対して平行に近い角度であれば更によく、平行な場合が最も望ましい。
　また、リークジェットを回転軸体２０の下流側の壁面２０ｂおよび角部（端部）２０ｄから離反して導出させることができるので、最下流に位置するシールフィン２５ｃと静翼シュラウド２３との間から漏れ出たリークジェットが回転軸体２０の下流側の壁面２０ｂに衝突することを防止することができる。そのため、回転軸体２０の下流側の壁面２０ｂにリークジェットが衝突することによって、衝突したリークジェットが回転軸体２０の下流側の壁面２０ｂに沿って径方向外方側に移動して、図６に示す破線のように反時計回りに流れる渦が形成され、その渦と主流ガスが合流する際に、渦と主流ガスが逆方向に流れて、静翼２２に作用した主流ガスをキャビティ２７内に巻き込むことを抑制することができる。すなわちリークジェットは、図４に示した破線のようにキャビティ２７内を時計回りに流れることとなる。
　そのため、静翼２２に作用した主流ガスの流れを大きく乱すことなくリークジェットを合流させることができ、リークジェットが主流ガスの流れに合流することによるミキシングロスを低減することができる。
　静翼シュラウド２３の内周面は、本変形例で示した形状以外の形状であっても良く、図２に示した動翼シュラウド３ｂや図３に示した動翼シュラウド３ｃの下流側の外周面のように傾斜していてもよい。
　すなわち、最下流に位置するシールフィン２５ｃと所定の間隙を有して離反している静翼シュラウド２３の下流側の内周面とは、静翼２２に作用する主流ガスの流れ方向に沿って次第に回転軸体２０から離反するように傾斜するものであったり、静翼２２に作用する主流ガスの流れ方向に沿って次第に回転軸体２０に近づくように傾斜するものであってもよい。
　このように、静翼シュラウド２３の下流側の内周面を傾斜させた場合、これらの傾斜角度は、リークジェットが静翼２２に作用した後の主流ガスに合流した際に、主流ガスの流れを大きく乱すことのない流入角度とするために、静翼２２に作用した主流ガスの流れ方向に対して３０°以下がよいとされている。
２　動翼（翼）
３（３ａ，３ｂ，３ｃ）　動翼シュラウド　（シュラウド）
４　タービンケーシング（構造体）
４ｂ　壁面（壁部）
４ｄ　角部（端部）
５ｃ　最下流に位置するシールフィン（封止手段）
７　キャビティ（空間部）
１０　シールフィン用延長線（封止手段用延長線）
１１　動翼シュラウド用延長線（シュラウド用延長線）

Claims (6)

  1. 　主流流体が作用する複数の翼の先端に設けられ、隣り合うそれぞれが接触して筒状となるシュラウドと、
    　該シュラウドに対向して設けられる構造体に接続される封止手段と、
    　前記シュラウドの下流側と、前記封止手段の下流側と、前記構造体の下流側の壁部とによって形成され、前記翼に作用した主流流体に連通する空間部と、を備え、
    　前記構造体の下流側の前記壁部の端部が、前記シュラウドの下流側に延在するシュラウド用延長線と、該シュラウド用延長線に対して所定の間隙を有して略平行に設けられる前記封止手段の下流側に延在する封止手段用延長線とから離反するとともに、前記封止手段用延長線から見て前記シュラウド用延長線とは反対側に位置するように形成されているシール構造。
  2. 　前記シュラウドの前記構造体に対向する側の面は、前記翼に作用した主流流体の流れ方向と略平行に設けられる請求項１に記載のシール構造。
  3. 　前記シュラウドの前記構造体に対向する側の面は、前記翼に作用する主流流体の流れ方向に沿って次第に前記構造体から離反するように傾斜する請求項１または請求項２に記載のシール構造。
  4. 　前記シュラウドの前記構造体に対向する側の面は、前記翼に作用する主流流体の流れ方向に沿って次第に前記構造体に近づくように傾斜する請求項１または請求項２に記載のシール構造。
  5. 　請求項１から請求項４のいずれかに記載のシール構造を備えるタービン機械。
  6. 　請求項５に記載のタービン機械を備える発電プラント。
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