WO2019160013A1 - シールセグメント及び回転機械 - Google Patents

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WO2019160013A1
WO2019160013A1 PCT/JP2019/005279 JP2019005279W WO2019160013A1 WO 2019160013 A1 WO2019160013 A1 WO 2019160013A1 JP 2019005279 W JP2019005279 W JP 2019005279W WO 2019160013 A1 WO2019160013 A1 WO 2019160013A1
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WO
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seal
circumferential direction
housing
seal segment
thin plate
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PCT/JP2019/005279
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English (en)
French (fr)
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亜積 吉田
上原　秀和
昂平 尾▲崎▼
西本　慎
古庄　達郎
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三菱日立パワーシステムズ株式会社
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    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/02—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by non-contact sealings, e.g. of labyrinth type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • 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
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16J15/3292—Lamellar structures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F05D2240/55—Seals
    • F05D2240/59—Lamellar seals

Definitions

  • the present invention relates to a seal segment and a rotary machine.
  • a shaft seal device is provided around a rotor in a rotary machine such as a gas turbine or a steam turbine in order to reduce the leakage amount of the working fluid flowing from the high pressure side to the low pressure side.
  • a shaft sealing device disclosed in Patent Document 1 below is known.
  • the shaft seal device disclosed in Patent Document 1 has a housing and a large number of thin plate seal pieces engaged with the housing.
  • the shaft sealing device disclosed in Patent Document 1 is provided around the rotating surface to seal around the rotating surface.
  • the shaft seal device When provided around the rotating surface, the shaft seal device may be a plurality of segment structures divided in the circumferential direction. In this case, the flow of fluid changes between the seal segments, and fluttering may occur in the thin seal piece.
  • the present invention provides a seal segment and a rotating machine that can suppress fluttering generated in a thin plate seal piece.
  • the seal segment according to the first aspect includes a thin plate seal piece extending in a slanting front side in the rotation direction of the rotation shaft and extending in the radial direction of the rotation shaft, and having a plurality of laminated seal pieces in the circumferential direction of the rotation shaft.
  • Body a pair of side plates extending in the circumferential direction so as to cover the seal body from both axial sides of the rotating shaft, a housing body for housing the seal body while projecting inward in the radial direction, and the housing
  • a housing having an extension portion provided at an end portion in the circumferential direction of the main body and extending along the end surface in the circumferential direction of the seal body toward the radially inner side.
  • the housing has an extending portion that extends obliquely along the circumferential end surface of the seal body toward the radially inner side. For this reason, the leakage of the fluid to the circumferential end surface of the seal body is suppressed. Therefore, the seal segment can suppress fluttering generated in the thin plate seal piece due to fluid leakage.
  • the seal segment according to the second aspect is the seal segment according to the first aspect, in which the extending portion extends inclined toward the front side in the rotation direction of the rotation shaft as it goes inward in the radial direction.
  • the extension portion since the extension portion is inclined in the same direction as the seal body, the gap between the extension portion and the seal body can be reduced. For this reason, the leakage of the fluid to the circumferential end surface of the seal body is suppressed. Therefore, the seal segment can further suppress fluttering that occurs in the thin plate seal piece due to fluid leakage.
  • the seal segment of the third aspect is the first or second aspect in which the extending portion extends with an inclination from the end surface in the circumferential direction of the seal body when the preload is applied to the radial direction. It is a seal segment.
  • the extension portion is inclined with respect to the radial direction from the end surface in the circumferential direction of the seal body when the preload is applied, so that the extension end of the extension portion of the seal body It has a structure that makes it difficult to contact the circumferential end face. For this reason, the increase in the rigidity of the thin plate sealing piece caused by the extension end of the extension portion coming into contact with the circumferential end surface of the seal body is suppressed. Therefore, the seal segment can suppress wear of the thin plate seal piece.
  • a seal segment according to a fourth aspect is the seal segment according to any one of the first to third aspects, wherein the extending portion extends with an inclination from the circumferential end surface of the side plate with respect to the radial direction. is there.
  • the extension portion is inclined with respect to the radial direction from the end surface in the circumferential direction of the side plate, so that the extension end of the extension portion is less likely to contact the circumferential end surface of the seal body. It has become. For this reason, the increase in the rigidity of the thin plate sealing piece caused by the extension end of the extension portion coming into contact with the circumferential end surface of the seal body is suppressed. Therefore, the seal segment can suppress wear of the thin plate seal piece.
  • the seal segment according to the fifth aspect is the seal segment according to any one of the first to fourth aspects, wherein the housing has the extending portions on both sides in the circumferential direction of the housing body.
  • the housing since the housing has the extending portions on both sides in the circumferential direction of the housing body, fluid leakage to both circumferential end surfaces of the seal body is suppressed. For this reason, even if there is a gap between adjacent seal segments in the circumferential direction, the seal segments suppress fluttering that occurs in the thin plate seal pieces due to fluid leakage on both sides in the circumferential direction of the housing body. it can.
  • the seal segment according to the sixth aspect is the seal segment according to any one of the first to fifth aspects, in which the housing has the extending portion on only one of both sides in the circumferential direction of the housing body.
  • the seal segment is a thin plate seal piece due to fluid leakage on at least one of both sides in the circumferential direction of the housing body, although the structure is simple. Fluttering that occurs in the case can be suppressed. Further, when a plurality of seal segments are arranged in the circumferential direction, the seal segments can suppress fluttering that occurs in the thin plate seal piece due to fluid leakage on both sides of the housing body in the circumferential direction.
  • the rotating machine of the seventh aspect includes a plurality of seal segments of any one of the first to sixth aspects, and the plurality of seal segments are arranged along the circumferential direction.
  • each seal segment has an extending portion that extends obliquely along the circumferential end surface of the seal body toward the radially inner side. For this reason, the leakage of the fluid between each seal segment is suppressed. Therefore, the rotating machine can suppress fluttering generated in the thin plate seal piece due to fluid leakage.
  • fluttering that occurs in a thin plate seal piece can be suppressed.
  • FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram of a gas turbine (rotary machine) according to a first embodiment of the present invention. It is a schematic structure figure of a shaft seal device concerning a first embodiment of the present invention. It is sectional drawing of the circumferential direction of the seal segment which concerns on 1st embodiment of this invention. It is a principal part perspective view of the seal segment which concerns on 1st embodiment of this invention. It is a principal part side view of the seal segment which concerns on 1st embodiment of this invention. It is a principal part side view of the seal segment which concerns on 2nd embodiment of this invention. It is sectional drawing of the circumferential direction of the seal segment which concerns on the modification of each embodiment of this invention.
  • a gas turbine 1 shown in FIG. 1 has a compressor 2 that takes in a large amount of air and compresses it, and a combustor 3 that mixes and burns fuel into the air compressed by the compressor 2. Yes.
  • the gas turbine 1 further includes a rotating turbine 4 and a rotor 5 (rotating shaft) that transmits a part of the rotating power of the turbine 4 to the compressor 2 to rotate the compressor 2. ing.
  • the turbine 4 rotates when the combustion gas generated in the combustor 3 is introduced into the turbine 4 and the thermal energy of the combustion gas is converted into rotational energy.
  • the direction in which the axis Ax of the rotor 5 extends is “axial direction Da”
  • the circumferential direction of the rotor 5 is “circumferential direction Dc”
  • the radial direction of the rotor 5 is “radial direction Dr”
  • the rotor The rotation direction of 5 is defined as “rotation direction Bc”.
  • the turbine 4 generates power by converting the thermal energy of the combustion gas into mechanical rotational energy by blowing the combustion gas onto the moving blades 7 provided in the rotor 5.
  • the turbine 4 is provided with a plurality of stator blades 6 on the casing 8 side of the turbine 4, and these rotor blades 7 and the stator blades 6 are arranged in the axial direction Da. They are arranged alternately.
  • the rotor blade 7 receives the pressure of the combustion gas flowing in the axial direction Da and rotates the rotor 5 around the axis, and the rotational energy given to the rotor 5 is extracted from the shaft end and used.
  • a shaft seal device 10 is provided between the stationary blade 6 and the rotor 5 as a shaft seal for reducing the amount of combustion gas leaking from the high pressure side to the low pressure side.
  • the compressor 2 is coaxially connected to the turbine 4 at the rotor 5, compresses the outside air using the rotation of the turbine 4, and supplies the compressed air to the combustor 3. Similar to the turbine 4, also in the compressor 2, a plurality of moving blades 7 are provided on the rotor 5, and a plurality of stationary blades 6 are provided on the casing 9 side of the compressor 2. They are arranged alternately in the direction Da. Further, a shaft seal device 10 for reducing the amount of compressed air leaking from the high pressure side to the low pressure side is also provided between the stationary blade 6 and the rotor 5.
  • compressed air or combustion gas leaks from the high-pressure side to the low-pressure side also in the bearing portion 9 a where the casing 9 of the compressor 2 supports the rotor 5 and the bearing portion 8 a where the casing 8 of the turbine 4 supports the rotor 5.
  • a shaft seal device 10 is provided to prevent this.
  • the shaft seal device 10 is not limited to the application to the gas turbine 1.
  • the shaft seal device 10 is widely used in general rotating machines that convert energy into work by rotating the shaft and flowing the fluid, such as large fluid machines such as steam turbines, compressors, water turbines, refrigerators, and pumps. be able to.
  • the shaft seal device 10 can also be widely used to suppress the flow of fluid in the axial direction Da.
  • FIG. 2 is a diagram viewed from the axial direction Da.
  • the shaft sealing device 10 includes a plurality (eight in the present embodiment) of seal segments 11 arranged along the circumferential direction Dc.
  • the plurality of seal segments 11 surround the peripheral surface of the rotor 5.
  • the plurality of seal segments 11 each extend in an arc shape, and are arranged in an annular shape along the circumferential direction Dc.
  • the circumferential direction end parts 12 and 12 of the seal segment 11 adjacent to each other are arranged without a gap.
  • each seal segment 11 includes a housing 30.
  • Each seal segment 11 is provided between the rotor 5 and the stationary blade 6.
  • Each seal segment 11 is installed in order to suppress leakage of the working fluid in the annular space between the rotor 5 and the stationary blade 6.
  • Each seal segment 11 is also provided between the rotor 5 and the rotor blade 7.
  • Each seal segment 11 is installed in order to suppress leakage of the working fluid in the annular space between the rotor 5 and the rotor blade 7.
  • Each seal segment 11 is also provided between the rotor 5 and the bearing portion 8a and between the rotor 5 and the bearing portion 9a. Each seal segment 11 is installed in order to suppress leakage of working fluid in each annular space between the rotor 5 and the bearing portion 8a and between the rotor 5 and the bearing portion 9a.
  • the seal segment 11 further includes a seal body 13, retainers 21 and 22, and a pair of side plates 25.
  • the seal segment 11 includes a high-pressure side plate 23 and a low-pressure side plate 24 as a pair of side plates 25.
  • the seal body 13, the retainers 21 and 22, and the side plate 25 are accommodated in the housing 30.
  • the seal body 13 includes a plurality of thin plate seal pieces 20, which are metal members, arranged in a multiple manner at minute intervals along the circumferential direction Dc.
  • the plurality of thin plate seal pieces 20 are stacked along the circumferential direction Dc (rotational direction Bc) in a partial region of the rotor 5 in the circumferential direction Dc, and as a whole have an arcuate belt shape when viewed from the axial direction Da.
  • the retainers 21 and 22 are configured to sandwich the thin plate sealing piece 20 from both sides at the outer peripheral side base end 27 of the thin plate sealing piece 20.
  • the cross sections of the retainers 21 and 22 in the circumferential direction Dc are substantially C-shaped.
  • the cross section in the axial direction Da of the retainers 21 and 22 is formed in an arc belt shape.
  • the high-pressure side plate 23 is sandwiched between the retainer 21 and the high-pressure side edge facing the high-pressure side region of the thin plate seal piece 20. Therefore, the high-pressure side plate 23 extends in the radial direction Dr and the circumferential direction Dc so as to cover the high-pressure side surfaces of the plurality of thin plate sealing pieces 20 from the high-pressure side in the axial direction Da.
  • the low pressure side plate 24 is sandwiched between the retainer 22 and the low pressure side edge facing the low pressure side region of the thin plate seal piece 20. Therefore, the low-pressure side plate 24 extends in the radial direction Dr and the circumferential direction Dc so as to cover the low-pressure side surfaces of the plurality of thin plate seal pieces 20 from the low-pressure side in the axial direction Da.
  • the thin plate seal piece 20 has a substantially smaller inner circumferential width (width in the axial direction Da) than the width of the outer circumferential base end 27 (width in the axial direction Da). It is composed of a T-shaped thin steel plate. On both side edges, notches 20a and 20b are formed at positions where the width is small. A plurality of adjacent thin plate seal pieces 20 are fixedly connected to each other at the outer peripheral base end 27 by, for example, welding.
  • the thin plate seal piece 20 has a predetermined rigidity based on the plate thickness in the circumferential direction Dc. Further, the thin plate seal piece 20 is fixed to the retainers 21 and 22 so that an angle formed between the thin plate seal piece 20 and the peripheral surface of the rotor 5 becomes an acute angle toward the rotation direction Bc. Therefore, the thin plate seal piece 20 extends forward in the rotational direction Bc as it goes inward in the radial direction Dr.
  • the tips of the thin plate seal pieces 20 are in contact with the rotor 5 when the rotor 5 is stationary.
  • the tip of the thin plate seal piece 20 is lifted from the outer periphery of the rotor 5 and is not in contact with the rotor 5. For this reason, in this seal segment 11, the wear of each thin plate seal piece 20 is suppressed, and the seal life is extended.
  • the high-pressure side plate 23 has a fitting step portion 23a on the outer peripheral side.
  • the width of the fitting step portion 23a in the axial direction Da is larger than the width of the high-pressure side plate 23 on the inner peripheral side in the axial direction Da.
  • the low-pressure side plate 24 has a fitting step portion 24a on the outer peripheral side.
  • the width in the axial direction Da of the fitting stepped portion 24a is larger than the width in the axial direction Da of the low-pressure side plate 24 on the inner peripheral side.
  • the fitting step portions 23a and 24a are fitted into the cutout portions 20a and 20b of the thin plate seal piece 20, respectively.
  • the retainer 21 has a concave groove 21a on a surface facing one side edge (side edge on the high pressure side) of the outer peripheral side base end 27 of the plurality of thin plate seal pieces 20.
  • the retainer 22 has a concave groove 22a on the surface facing the other side edge (the side edge on the low pressure side) at the outer peripheral side base end 27 of the plurality of thin plate seal pieces 20.
  • the notch portions 20a and 20b are fitted with a fitting step portion 23a of the high-pressure side plate 23 and a fitting step portion 24a of the low-pressure side plate 24.
  • An annular groove 31 is formed on the inner peripheral wall surface of the housing 30.
  • the annular groove 31 has one side edge (a high-pressure side edge) and the other side of the thin seal piece 20 so that the width on the outer peripheral side in the axial direction of the rotor 5 is larger than the width on the inner peripheral side. It is the shape where the level
  • the thin plate seal piece 20, the retainers 21 and 22, and the high-pressure side plate 23 are placed in the recessed groove 31 of the housing 30 so that the surface facing the outer peripheral side of the step contacts the inner peripheral surface of the retainers 21 and 22. And the low voltage
  • An inner peripheral side end portion 26 of the thin plate seal piece 20 protrudes to the rotor 5 side from the high pressure side plate 23.
  • the inner peripheral side end portion 26 of the thin plate seal piece 20 protrudes to the rotor 5 side from the low pressure side plate 24, but the protruding amount is set larger than that of the high pressure side.
  • the thin plate seal piece 20 is more exposed to the working fluid G on the low pressure side than on the high pressure side.
  • the high-pressure side plate 23 shields a wider area on the side surface of the thin plate sealing piece 20 from the working fluid G.
  • the high-pressure side plate 23 is brought into close contact with the side surface 20c of the thin plate sealing piece 20 by the pressure due to the flow of the working fluid G, thereby suppressing the working fluid G from flowing greatly into the gaps between the plurality of thin plate sealing pieces 20. Therefore, the high-pressure side plate 23 creates an upward flow from the inner peripheral side end portion 26 toward the outer peripheral side base end 27 in the gap portion between the plurality of thin plate seal pieces 20, and the inner peripheral side of the thin plate seal piece 20 by fluid force. The end part 26 is levitated and made non-contact. Further, the low-pressure side plate 24 is pressed by the high-pressure side plate 23 and the thin plate seal piece 20 and is brought into close contact with the low-pressure side wall surface 32 of the inner peripheral wall surface of the housing 30. Since the low-pressure side plate 24 has an inner diameter larger than that of the high-pressure side plate 23, the flow of the gaps between the plurality of thin plate seal pieces 20 is easily flown.
  • the housing 30 has a divided structure that is divided into a first member 30 a and a second member 30 b in the axial direction Da.
  • the housing 30 has a first member 30a on the high pressure side in the axial direction Da and a second member 30b on the low pressure side in the axial direction Da.
  • the housing 30 accommodates the seal body 13 by combining the first member 30a and the second member 30b so as to sandwich the seal body 13 from both sides of the axial direction Da.
  • the housing 30 is divided by a plane 30c.
  • FIG. 4 only the housing 30 and the seal body 13 of the one seal segment 11 are shown for convenience.
  • the housing 30 of this embodiment will be described in detail with reference to FIG.
  • the housing 30 includes a housing main body 34 and an extending portion 35.
  • the first member 30a and the second member 30b are respectively the housing main body 34 and the extending portion. 35.
  • FIG. 5 shows a configuration in which the first member 30 a of the housing 30 is removed from the seal segment 11.
  • the housing body 34 and the extending portion 35 are integrally molded.
  • the housing 30 is divided into the first member 30a and the second member 30b, so that the first member 30a and the second member 30b each extend with a portion constituting the housing body 34.
  • the part which comprises the protrusion part 35 is integrally molded.
  • the housing body 34 accommodates the seal body 13 while projecting inward in the radial direction Dr.
  • the extending portion 35 is provided at the end portion of the housing body 34 in the circumferential direction Dc.
  • the extending portion 35 extends along the end surface in the circumferential direction Dc of the seal body 13 toward the inside in the radial direction Dr.
  • the extending portion 35 extends inclined toward the front side in the rotational direction Bc as it goes inward in the radial direction Dr.
  • the extending portion 35 is inclined at the same inclination angle as the end surface in the circumferential direction Dc of the seal body 13 with respect to the radial direction Dr.
  • the housing 30 has extending portions 35 on both sides of the housing body 34 in the circumferential direction Dc. That is, the housing 30 has a first extending portion 35f on the front side in the rotational direction Bc and a second extending portion 35b on the rear side in the rotational direction Bc.
  • the first extending part 35f and the second extending part 35b are inclined at the same inclination angle with respect to the radial direction Dr. For this reason, when the plurality of seal segments 11 are annularly arranged along the circumferential direction Dc, the extended portion 35 is in surface contact with the extended portion 35 of the adjacent seal segment 11 over the entire surface.
  • the housing 30 has an extending portion 35 that extends along the circumferential direction Dc end surface of the seal body 13 toward the inside in the radial direction Dr. For this reason, the leak of the fluid to the circumferential direction Dc end surface of the seal body 13 is suppressed. Therefore, the seal segment 11 can suppress fluttering that occurs in the thin plate seal piece 20 due to fluid leakage.
  • the extending portion 35 is inclined in the same direction as the seal body 13, the gap between the extending portion 35 and the seal body 13 can be reduced. For this reason, the leak of the fluid to the circumferential direction Dc end surface of the seal body 13 is further suppressed.
  • the housing 30 has the extending portions 35 on both sides in the circumferential direction Dc of the housing main body 34, so that the leakage of fluid to both end surfaces of the sealing body 13 in the circumferential direction Dc is further suppressed. Is done. For this reason, even if there is a gap between the seal segment 11 adjacent in the circumferential direction Dc, the seal segment 11 can suppress fluid leakage on both sides of the housing body 34 in the circumferential direction.
  • the shaft seal device 10 when incorporated in the gas turbine 1, the shaft seal device 10 often has a divided structure divided in the circumferential direction Dc, like the plurality of seal segments 11. If the shaft seal device 10 has a divided structure, the side plate 25 is also divided at the divided portion. Therefore, a portion where the side plate 25 is difficult to adhere to the seal body 13 is formed, the flow inside the seal body 13 is changed, and the appropriate floating is achieved. Sometimes it doesn't help. If the flying characteristics deteriorate, the wear of the seal body 13 proceeds. Furthermore, since the side plate 25 may have a portion that does not cover the side surface of the seal body 13 at the divided portion, the fluid in the axial direction Da can flow inside the seal body 13. For this reason, flutter is likely to occur.
  • the shape of the circumferential end 12 of the housing 30 is combined with the shape of the seal body 13 and has a shape that is cut obliquely with respect to the radial direction. Further, the housing 30 fills the divided portion. For this reason, the leakage of the fluid to a division
  • the extending part 35 extends to the mating surface between the seal segments 11. For this reason, even if the thin plate seal piece 20 protrudes from the side plate 25 in the circumferential direction Dc when the plurality of seal segments 11 are arranged, the thin plate seal piece 20 protruding by the extending portion 35 is not adjacent to the seal segment. The contact with the 11 thin plate seal pieces 20 can be suppressed.
  • the seal segment 111 includes a housing 130.
  • the housing 130 includes a housing main body 134 and an extending portion 135.
  • the extending part 135 extends at an angle greater than the end face in the circumferential direction Dc of the seal body 13 when the preload is applied with respect to the radial direction Dr.
  • the extending portion 135 is configured by obtaining in advance the inclination angle of the end face in the circumferential direction Dc of the seal body 13 when the preload is applied.
  • the extending portion 135 is configured to extend with an inclination relative to the radial direction Dr than the end surface in the circumferential direction Dc of the seal body 13 when the preload is applied. Is done. According to the present embodiment, even when the preload is applied, the extending portion 135 is unlikely to contact the end surface of the seal body 13 in the circumferential direction Dc. Therefore, the contact of the extending part 135 with the seal body 13 is suppressed.
  • the extending portion 135 may be configured such that the inclination angle of the extending portion 135 is larger than the end surface of the side plate 25 in the circumferential direction Dc with respect to the radial direction Dr.
  • the side plate 25 has a shape that covers the side surface of the seal body 13 in the circumferential direction Dc. For this reason, if the extension part 135 inclines with respect to the radial direction Dr from the end surface of the circumferential direction Dc of the side plate 25, even if it is a case where the preload is given to the sealing body 13, the extension part 135 is provided. Is difficult to contact the end face of the seal body 13 in the circumferential direction Dc. Therefore, in this case as well, the extended portion 135 is unlikely to contact the end surface of the seal body 13 in the circumferential direction Dc, and the contact of the extended portion 135 with the seal body 13 is suppressed.
  • the housing body accommodates the seal body while projecting inward in the radial direction Dr.
  • the housing body may be accommodated while further projecting the side seal inward in the radial direction Dr.
  • the housing has an extending portion on each side of the housing body in the circumferential direction Dc.
  • the housing may have an extending portion only on one side of both sides in the circumferential direction of the housing body. That is, the housing may have an extension part only on the front side in the rotation direction Bc, or may have an extension part only on the rear side in the rotation direction Bc.
  • the circumferential end portions of the adjacent seal segments are arranged without a gap.
  • the circumferential end portions of adjacent seal segments may be arranged with a gap therebetween. In this case, the extending portion does not come into surface contact with the extending portion of the adjacent seal segment and has a gap.
  • first extending portion and the second extending portion are inclined at the same inclination angle with respect to the radial direction Dr.
  • the first extension part and the second extension part may be inclined at different inclination angles with respect to the radial direction Dr. In this case, the extension part does not make surface contact with the extension part of the adjacent seal segment over the whole, but comes into partial contact.
  • the housing main body and the extending portion are integrally molded.
  • the extension portion may be attached to the housing body without being integrally molded.
  • the extension portion may be attached to the housing body by brazing or welding.
  • the extension portion may be detachably attached to the housing body without being integrally molded.
  • the housing main body and the extension portion may be configured to be screwed together, or the extension portion may be configured to be fitted into the housing main body.
  • the housing is a plane and is divided
  • the housing 230 is divided into a first member 230a and a second member 230b at a step surface 230c.
  • the 1st member 230a and the 2nd member 230b are mutually fitted in the level
  • fluttering that occurs in a thin plate seal piece can be suppressed.

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Abstract

シールセグメント（１１）は、回転軸の径方向内側に向かうにしたがって回転軸の回転方向（Ｂｃ）前方側に傾斜して延びるとともに回転軸の周方向（Ｄｃ）に複数積層された薄板シール片（２０）を有するシール体（１３）と、シール体（１３）を回転軸の軸方向（Ｄａ）の両側から覆うように周方向（Ｄｃ）に延びる一対のサイドプレート（２５）と、シール体（１３）を径方向（Ｄｒ）内側に突出させながら収容するハウジング本体（３４）、及び、ハウジング本体（３４）の周方向（Ｄｃ）の端部に設けられて、径方向（Ｄｒ）内側に向かってシール体（１３）の周方向（Ｄｃ）の端面に沿って延びる延出部（３５）を有するハウジング（３０）と、を備える。

Description

シールセグメント及び回転機械
　本発明は、シールセグメント及び回転機械に関する。
　本願は、２０１８年２月１９日に日本に出願された特願２０１８－０２６７４９号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　ガスタービン、蒸気タービン等の回転機械におけるロータの周囲には、高圧側から低圧側に流れる作動流体の漏れ量を少なくするために、軸シール装置が設けられている。この軸シール装置の一例として、例えば、以下の特許文献１に開示された軸シール装置が知られている。
　特許文献１に開示された軸シール装置は、ハウジングと、ハウジングに係合された多数の薄板シール片を有する。特許文献１に開示された軸シール装置は、回転面の周りに設けられることによって、回転面の周りをシールしている。
特開２００８－２６１４９８号公報
　回転面の周りに設けられる場合、軸シール装置は、周方向に向かって分割された複数のセグメント構造とされる場合がある。
　この場合、各シールセグメントの間において、流体の流れが変化し、薄板シール片においてフラッタリングが発生することがある。
　本発明は、薄板シール片に発生するフラッタリングを抑制できるシールセグメント及び回転機械を提供する。
　第１の態様のシールセグメントは、回転軸の径方向内側に向かうにしたがって該回転軸の回転方向前方側に傾斜して延びるとともに前記回転軸の周方向に複数積層された薄板シール片を有するシール体と、該シール体を前記回転軸の軸方向の両側から覆うように周方向に延びる一対のサイドプレートと、前記シール体を前記径方向内側に突出させながら収容するハウジング本体、及び、該ハウジング本体の前記周方向の端部に設けられて、前記径方向内側に向かって前記シール体の前記周方向の端面に沿って延びる延出部を有するハウジングと、を備える。
　本態様では、ハウジングは、径方向内側に向かって、シール体の周方向端面に沿って傾斜して延びる延出部を有する。このため、シール体の周方向端面への流体の漏れ込みが抑制される。したがって、シールセグメントは、流体の漏れ込みにより薄板シール片に発生するフラッタリングを、抑制できる。
　第２の態様のシールセグメントは、前記延出部が、前記径方向内側に向かうにしたがって前記回転軸の回転方向前方側に傾斜して延びる第１の態様のシールセグメントである。
　本態様では、延出部がシール体と同方向に傾斜しているので、延出部とシール体との間の隙間を小さくすることができる。このため、シール体の周方向端面への流体の漏れ込みが抑制される。したがって、シールセグメントは、流体の漏れ込みにより薄板シール片に発生するフラッタリングを、さらに抑制できる。
　第３の態様のシールセグメントは、前記延出部が、前記径方向に対し、予圧を与えた時の前記シール体の前記周方向の端面よりも傾斜して延びる第１又は第２の態様のシールセグメントである。
　本態様では、延出部が、径方向に対し、予圧を与えた時の前記シール体の前記周方向の端面よりも傾斜していることで、延出部の延出端が、シール体の周方向端面に接触しにくい構造となっている。このため、延出部の延出端がシール体の周方向端面に接触することにより引き起こされる薄板シール片の剛性増加が抑制される。したがって、シールセグメントは、薄板シール片の摩耗を抑制することができる。
　第４の態様のシールセグメントは、前記延出部が、前記径方向に対し、前記サイドプレートの前記周方向の端面よりも傾斜して延びる第１から第３のいずれかの態様のシールセグメントである。
　本態様では、延出部が、径方向に対し、サイドプレートの周方向の端面よりも傾斜していることで、延出部の延出端が、シール体の周方向端面に接触しにくい構造となっている。このため、延出部の延出端がシール体の周方向端面に接触することにより引き起こされる薄板シール片の剛性増加が抑制される。したがって、シールセグメントは、薄板シール片の摩耗を抑制することができる。
　第５の態様のシールセグメントは、前記ハウジングが、前記ハウジング本体の前記周方向の両側に、それぞれ前記延出部を有する第１から第４のいずれかの態様のシールセグメントである。
　本態様では、ハウジングが、ハウジング本体の周方向の両側に、それぞれ延出部を有することで、シール体の周方向両端面への流体の漏れこみが抑制される。このため、周方向に隣り合うシールセグメントとの間に隙間があったとしても、シールセグメントは、ハウジング本体の周方向の両側において、流体の漏れ込みにより薄板シール片に発生するフラッタリングを、抑制できる。
　第６の態様のシールセグメントは、前記ハウジングが、前記ハウジング本体の前記周方向の両側のうち、一方だけに前記延出部を有する第１から第５のいずれかの態様のシールセグメントである。
　本態様では、ハウジングの一方だけに延出部を設けるので、簡単な構造でありながら、シールセグメントは、ハウジング本体の前記周方向の両側のうち、少なくとも一方において、流体の漏れ込みにより薄板シール片に発生するフラッタリングを、抑制できる。さらに、周方向に複数のシールセグメントを並べた場合、シールセグメントは、ハウジング本体の周方向の両側において、流体の漏れ込みにより薄板シール片に発生するフラッタリングを、抑制できる。
　第７の態様の回転機械は、第１から第６のいずれかの態様のシールセグメントを複数備え、前記複数のシールセグメントが、前記周方向に沿って並んでいる。
　本態様では、各シールセグメントは、径方向内側に向かって、シール体の周方向端面に沿って傾斜して延びる延出部を有する。このため、各シールセグメント間への流体の漏れ込みが抑制される。したがって、回転機械は、流体の漏れ込みにより薄板シール片に発生するフラッタリングを、抑制できる。
　本発明の一態様によれば、薄板シール片に発生するフラッタリングを抑制できる。
本発明の第一実施形態に係るガスタービン（回転機械）の概略全体構成図である。 本発明の第一実施形態に係る軸シール装置の概略構成図である。 本発明の第一実施形態に係るシールセグメントの周方向の断面図である。 本発明の第一実施形態に係るシールセグメントの要部斜視図である。 本発明の第一実施形態に係るシールセグメントの要部側面図である。 本発明の第二実施形態に係るシールセグメントの要部側面図である。 本発明の各実施形態の変形例に係るシールセグメントの周方向の断面図である。
　以下、本発明に係る各種実施形態について、図面を参照して説明する。
　＜第一実施形態＞
　以下、本発明の第一実施形態について、図１～図５に沿って説明する。
　なお、本実施形態においては、軸シール装置１０をガスタービン（回転機械）１に適用した例を示す。
　図１に示すガスタービン１は、多量の空気を内部に取り入れて圧縮する圧縮機２と、圧縮機２にて圧縮された空気に燃料を混合して燃焼させる燃焼器３と、を有している。ガスタービン１は、さらに、回動するタービン４と、該タービン４の回動する動力の一部を圧縮機２に伝達して圧縮機２を回動させるロータ５（回転軸）とを有している。
　タービン４は、燃焼器３で発生させた燃焼ガスがその内部に導入されるとともに燃焼ガスの熱エネルギーを回転エネルギーに変換して回動する。
　なお、以下の説明においては、ロータ５の軸線Ａｘの延びる方向を「軸方向Ｄａ」と、ロータ５の周方向を「周方向Ｄｃ」と、ロータ５の径方向を「径方向Ｄｒ」、ロータ５の回転方向を「回転方向Ｂｃ」とする。
　上述のような構成のガスタービン１では、タービン４は、ロータ５に設けられた動翼７に燃焼ガスを吹き付けることで燃焼ガスの熱エネルギーを機械的な回転エネルギーに変換して動力を発生する。タービン４には、ロータ５側の複数の動翼７の他に、タービン４のケーシング８側に複数の静翼６が設けられるとともに、これら動翼７と静翼６とが、軸方向Ｄａに交互に配列されている。
　動翼７は軸方向Ｄａに流れる燃焼ガスの圧力を受けて軸線回りにロータ５を回転させ、ロータ５に与えられた回転エネルギーは軸端から取り出されて利用される。静翼６とロータ５との間には、高圧側から低圧側に漏れる燃焼ガスの漏れ量を低減するための軸シールとして、軸シール装置１０が設けられている。
　圧縮機２はロータ５にてタービン４と同軸で接続されており、タービン４の回転を利用して外気を圧縮して圧縮空気を燃焼器３に供給する。タービン４と同様に、圧縮機２においてもロータ５に複数の動翼７と、圧縮機２のケーシング９側に複数の静翼６が設けられており、動翼７と静翼６とが軸方向Ｄａに交互に配列されている。さらに、静翼６とロータ５との間においても、高圧側から低圧側に漏れる圧縮空気の漏れ量を低減するための軸シール装置１０が設けられている。
　加えて、圧縮機２のケーシング９がロータ５を支持する軸受け部９ａ、及びタービン４のケーシング８がロータ５を支持する軸受け部８ａにおいても、高圧側から低圧側に圧縮空気又は燃焼ガスが漏れるのを防止する軸シール装置１０が設けられている。
　ここで、本実施形態に係る軸シール装置１０は、ガスタービン１への適用に限定されるものではない。例えば、軸シール装置１０は、蒸気タービン、圧縮機、水車、冷凍機、ポンプ等の大型流体機械のように、軸の回転と流体の流動によりエネルギーを仕事に変換する回転機械全般に広く採用することができる。この場合、軸シール装置１０は、軸方向Ｄａの流体の流動を抑えるために広く用いることも可能である。
　次に、上述のように構成されるガスタービン１に設けられる軸シール装置１０の構成について、図面を参照して説明する。図２は、軸方向Ｄａから見た図である。図２に示すように、この軸シール装置１０は、周方向Ｄｃに沿って並んでいる複数（本実施形態では８つ）のシールセグメント１１を備える。複数のシールセグメント１１は、ロータ５の周面を囲んでいる。複数のシールセグメント１１は、それぞれ円弧状に延びており、周方向Ｄｃに沿って環状に配置されている。
　本実施形態において、互いに隣り合うシールセグメント１１の周方向端部１２，１２同士は、隙間なく配置されている。
　各シールセグメント１１の構成について、図３を参照して説明する。図３に示すシールセグメント１１の断面の切断位置は、図２のシールセグメント１１に示したＩＩＩ－ＩＩＩ線の位置に対応する。
　各シールセグメント１１は、ハウジング３０を備える。
　各シールセグメント１１は、ロータ５と静翼６との間に設けられる。各シールセグメント１１は、ロータ５と静翼６との間の環状空間における作動流体の漏れを抑制するために設置される。
　各シールセグメント１１は、ロータ５と動翼７との間にも設けられる。各シールセグメント１１は、ロータ５と動翼７との間の環状空間における作動流体の漏れを抑制するために設置される。
　各シールセグメント１１は、ロータ５と軸受け部８ａとの間、ロータ５と軸受け部９ａとの間にもそれぞれ設けられる。各シールセグメント１１は、ロータ５と軸受け部８ａとの間、ロータ５と軸受け部９ａとの間のそれぞれの環状空間における作動流体の漏れを抑制するために設置される。
　シールセグメント１１は、さらに、シール体１３と、リテーナ２１，２２と、一対のサイドプレート２５を備える。本実施形態においてシールセグメント１１は、一対のサイドプレート２５として、高圧側側板２３と、低圧側側板２４と有する。
　シール体１３、リテーナ２１，２２、及びサイドプレート２５は、ハウジング３０内に収容されている。
　シール体１３は、周方向Ｄｃに沿って互いに微小間隔を空けて多重に配列された、金属製の部材である複数の薄板シール片２０を備える。当該複数の薄板シール片２０は、ロータ５の周方向Ｄｃの一部領域において、周方向Ｄｃ（回転方向Ｂｃ）に沿って積層されており、軸方向Ｄａからみて全体として円弧帯形状を有する。
　リテーナ２１，２２は、薄板シール片２０の外周側基端２７において薄板シール片２０を両側から挟持するように構成されている。リテーナ２１，２２の周方向Ｄｃおける断面は略Ｃ字型に形成されている。また、リテーナ２１，２２の軸方向Ｄａおける断面は円弧帯形状に形成されている。
　高圧側側板２３は、薄板シール片２０の高圧側領域に対向する高圧側の縁端とリテーナ２１とによって挟持されている。よって、高圧側側板２３は、複数の薄板シール片２０の高圧側側面を、軸方向Ｄａの高圧側から覆うように径方向Ｄｒ及び周方向Ｄｃに延びている。
　低圧側側板２４は、薄板シール片２０の低圧側領域に対向する低圧側の縁端とリテーナ２２とによって挟持されている。よって、低圧側側板２４は、複数の薄板シール片２０の低圧側側面を、軸方向Ｄａの低圧側から覆うように径方向Ｄｒ及び周方向Ｄｃに延びている。
　上述のように構成されたシール体１３において、薄板シール片２０は外周側基端２７の幅（軸方向Ｄａの幅）に比べて内周側の幅（軸方向Ｄａの幅）が小さくなる略Ｔ字型の薄い鋼板によって構成されている。その両方の側縁には、その幅が小さい位置において切り欠き部２０ａ，２０ｂが形成されている。
　隣接する複数の薄板シール片２０は、外周側基端２７において、例えば溶接によって互いに固定連結されている。
　薄板シール片２０は、周方向Ｄｃにおいて、板厚に基づく所定の剛性を有している。さらに、回転方向Ｂｃに向かって、薄板シール片２０とロータ５の周面との間に形成される角が鋭角となるように、薄板シール片２０は、リテーナ２１，２２に固定されている。
　したがって、薄板シール片２０は、径方向Ｄｒ内側に向かうにしたがって、回転方向Ｂｃ前方側に延出している。
　このように構成されたシールセグメント１１においては、ロータ５が静止している際には各薄板シール片２０の先端がロータ５と接触している。ロータ５が回転すると該ロータ５の回転によって生じる動圧効果により、薄板シール片２０の先端がロータ５の外周から浮上してロータ５と非接触状態となる。このため、このシールセグメント１１では、各薄板シール片２０の磨耗が抑制され、シール寿命が長くなる。
　高圧側側板２３は、外周側に嵌込段差部２３ａを有する。嵌込段差部２３ａの軸方向Ｄａの幅は、内周側における高圧側側板２３の軸方向Ｄａの幅よりも大きい。
　低圧側側板２４は、外周側に嵌込段差部２４ａを有する。嵌込段差部２４ａの軸方向Ｄａの幅は、内周側における低圧側側板２４の軸方向Ｄａの幅よりも大きい。
　嵌込段差部２３ａ，２４ａは、それぞれ薄板シール片２０の切り欠き部２０ａ，２０ｂに嵌め込まれている。
　さらに、リテーナ２１は、複数の薄板シール片２０の外周側基端２７における一方の側縁（高圧側の側縁）に対面する面に、凹溝２１ａを有している。リテーナ２２は、複数の薄板シール片２０の外周側基端２７における他方の側縁（低圧側の側縁）に対面する面に、凹溝２２ａを有している。切り欠き部２０ａ，２０ｂには、高圧側側板２３の嵌込段差部２３ａ、低圧側側板２４の嵌込段差部２４ａが嵌め込まれている。嵌込段差部２３ａ及び嵌込段差部２４ａが嵌め込まれた複数の薄板シール片２０に対し、その外周側における一方の側縁（高圧側の側縁）がリテーナ２１の凹溝２１ａに嵌め込まれている。さらに、その外周側における他方の側縁（低圧側の側縁）がリテーナ２２の凹溝２２ａに嵌め込まれている。このような構成により、各薄板シール片２０がリテーナ２１，２２に固定される。
　ハウジング３０の内周壁面には、環状の凹溝３１が形成されている。環状の凹溝３１は、ロータ５の軸方向において外周側の幅が内周側の幅よりも大きくなるように、薄板シール片２０の一方の側縁（高圧側の側縁）及び他方の側縁（低圧側の側縁）に対向する側面に段差が設けられた形状とされている。この段差における外周側を向く面にリテーナ２１，２２の内周側を向く面が当接するようにして、ハウジング３０の凹溝３１内に、薄板シール片２０、リテーナ２１，２２、高圧側側板２３及び低圧側側板２４が嵌め込まれている。薄板シール片２０の内周側端部２６が高圧側側板２３よりもロータ５側に突出している。一方で、薄板シール片２０の内周側端部２６は低圧側側板２４よりもロータ５側に突出しているが、その突出量は高圧側よりも大きく設定されている。すなわち、薄板シール片２０は高圧側よりも低圧側において作動流体Ｇに対してより大きく露出している。言い換えると、高圧側側板２３は薄板シール片２０の側面におけるより広い範囲を作動流体Ｇから遮蔽している。
　高圧側側板２３は、作動流体Ｇの流れによる圧力によって、薄板シール片２０の側面２０ｃに密着することで、作動流体Ｇが複数の薄板シール片２０間の隙間に大きく流れ込むことを抑制する。よって、高圧側側板２３は、複数の薄板シール片２０間の隙間部分において、内周側端部２６から外周側基端２７へ向かう上向き流れを作り出し、流体力で薄板シール片２０の内周側端部２６を浮上させ、非接触化させている。
　また、低圧側側板２４は、高圧側側板２３と薄板シール片２０により押されてハウジング３０の内周壁面の低圧側壁面３２に密着する。低圧側側板２４は、高圧側側板２３よりも内径が大きいため、複数の薄板シール片２０間の隙間の流れを浮上しやすい流況にしている。
　図３及び図４に示すように、ハウジング３０は、軸方向Ｄａについて、第一部材３０ａと第二部材３０ｂとに分割されている分割構造を有する。ハウジング３０は、軸方向Ｄａ高圧側に第一部材３０ａ、軸方向Ｄａ低圧側に第二部材３０ｂを有する。
　軸方向Ｄａ両側からシール体１３を挟むように第一部材３０ａと第二部材３０ｂとが合わせられることによって、ハウジング３０は、シール体１３を収容している。
　本実施形態において、ハウジング３０は、平面３０ｃで分割されている。
　ハウジング３０を説明する都合上、図４では、１つのシールセグメント１１のうち、ハウジング３０及びシール体１３のみが便宜上示されている。
　本実施形態のハウジング３０について図５を参照して詳しく説明する。
　図５に示すように、ハウジング３０は、ハウジング本体３４と、延出部３５とを有する。本実施形態では、ハウジング３０は、上記のとおり、第一部材３０ａと第二部材３０ｂとに分割されているので、第一部材３０ａ、第二部材３０ｂがそれぞれ、ハウジング本体３４と、延出部３５とを有する。
　ハウジング３０の構造を説明する都合上、図５では、シールセグメント１１のうち、ハウジング３０の第一部材３０ａが外された状態の構成が示されている。
　ハウジング本体３４と延出部３５とは、一体成型されている。本実施形態では、ハウジング３０は、上記のとおり、第一部材３０ａ、第二部材３０ｂに分割されているので、第一部材３０ａ、第二部材３０ｂそれぞれにおいて、ハウジング本体３４を構成する部分と延出部３５を構成する部分とが、一体成型されている。
　ハウジング本体３４は、シール体１３を径方向Ｄｒ内側に突出させながら収容している。
　延出部３５は、ハウジング本体３４の周方向Ｄｃの端部に設けられている。
　延出部３５は、径方向Ｄｒ内側に向かって、シール体１３の周方向Ｄｃの端面に沿って延びている。本実施形態では、延出部３５は、径方向Ｄｒ内側に向かうにしたがって、回転方向Ｂｃ前方側に傾斜して延びている。特に本実施形態では、延出部３５は、径方向Ｄｒに対し、シール体１３の周方向Ｄｃの端面と同じ傾斜角度で傾斜している。
　本実施形態では、ハウジング３０は、ハウジング本体３４の周方向Ｄｃの両側に、それぞれ延出部３５を有する。すなわち、ハウジング３０は、回転方向Ｂｃ前方側に第一延出部３５ｆを有し、回転方向Ｂｃ後方側に第二延出部３５ｂを有する。
　第一延出部３５ｆと第二延出部３５ｂとは、径方向Ｄｒに対し、互いに同じ傾斜角度で傾斜している。このため、複数のシールセグメント１１が、周方向Ｄｃに沿って環状に配置されると、延出部３５は、隣のシールセグメント１１の延出部３５と全体に亘って面接触する。
　本実施形態の作用、効果について説明する。
　本実施形態では、ハウジング３０は、径方向Ｄｒ内側に向かって、シール体１３の周方向Ｄｃ端面に沿って延びる延出部３５を有する。このため、シール体１３の周方向Ｄｃ端面への流体の漏れ込みが抑制される。したがって、シールセグメント１１は、流体の漏れ込みにより薄板シール片２０に発生するフラッタリングを、抑制できる。
　また、本実施形態では、延出部３５がシール体１３と同方向に傾斜しているので、延出部３５とシール体１３との間の隙間を小さくすることができる。このため、シール体１３の周方向Ｄｃ端面への流体の漏れ込みがさらに抑制される。
　また、本実施形態では、ハウジング３０が、ハウジング本体３４の周方向Ｄｃの両側に、それぞれ延出部３５を有することで、シール体１３の周方向Ｄｃ両端面への流体の漏れこみがさらに抑制される。このため、周方向Ｄｃに隣り合うシールセグメント１１との間に隙間があったとしても、シールセグメント１１は、ハウジング本体３４の周方向の両側において、流体の漏れ込みを抑制できる。
　特に、ガスタービン１へ組み込まれる場合、軸シール装置１０は、複数のシールセグメント１１のように、周方向Ｄｃに分割された分割構造を取ることが多い。
　軸シール装置１０を分割構造とすると、分割箇所ではサイドプレート２５も分割されるため、サイドプレート２５がシール体１３に密着しにくい箇所ができ、シール体１３内部の流れが変化し、適正な浮上力とならないことがある。浮上特性が低下すれば、シール体１３の摩耗が進む。
　さらに、分割箇所では、サイドプレート２５がシール体１３側面を覆わない箇所を有することがあるため、シール体１３内部に軸方向Ｄａの流体の流れができる。このため、フラッタが発生しやすい。
　これに対し、本実施形態では、ハウジング３０の周方向端部１２の形状が、シール体１３の形状と合わせ、径方向に対し斜めにカットされた形状を有する。さらに分割箇所をハウジング３０が埋めている。このため、分割箇所への流体の漏れ込みが抑制される。
　したがって、軸シール装置１０は、分割箇所への漏れ込みによる予期しない圧力バランスを抑制でき、分割箇所の摩耗を低減することができる。
　さらに、本実施形態では、シールセグメント１１同士の合わせ面まで延出部３５が延びている。このため、たとえ、複数のシールセグメント１１を並べる時にサイドプレート２５から周方向Ｄｃに薄板シール片２０が飛び出していても、延出部３５によって、飛び出している薄板シール片２０が、隣のシールセグメント１１の薄板シール片２０と接触することを抑制できる。
　＜第二実施形態＞
　以下、本発明の第二実施形態について、図６を参照して説明する。
　第一実施形態に対し、第二実施形態のシールセグメント１１１の延出部が、径方向Ｄｒに対し、さらに傾斜している点が異なる。他の点については、第一実施形態と同様である。
　図６に示すように、シールセグメント１１１は、ハウジング１３０を備える。
　ハウジング１３０は、ハウジング本体１３４と、延出部１３５とを有する。
　延出部１３５は、径方向Ｄｒに対し、予圧を与えた時のシール体１３の周方向Ｄｃの端面よりも大きな角度で傾斜して延びている。その際、予圧を与えた時のシール体１３の周方向Ｄｃの端面の傾斜角度が予め求められることによって、延出部１３５は構成される。
　本実施形態の作用、効果について説明する。
　延出部が、径方向Ｄｒに対し、シール体１３の周方向Ｄｃの端面と同じ傾斜角度で傾斜していると、シール体１３に予圧を与えた場合に、延出部がシール体１３に接触する。このため、シール体１３の剛性が大きくなることがある。
　このような場合、延出部が、径方向Ｄｒに対し、シール体１３の周方向Ｄｃの端面より予め大きな角度で傾斜していれば、接触による剛性上昇を防ぐことが考えられる。
　そこで、本実施形態では、図６に示すように、延出部１３５は、径方向Ｄｒに対し、予圧を与えた時のシール体１３の周方向Ｄｃの端面よりも傾斜して延びるように構成される。
　本実施形態によれば、予圧を与えた時であっても、延出部１３５は、シール体１３の周方向Ｄｃ端面に接触しにくい。
　したがって、延出部１３５のシール体１３への接触が抑制される。
　本実施形態の変形例として、径方向Ｄｒに対し、サイドプレート２５の周方向Ｄｃの端面より、延出部１３５の傾斜角度が大きくなるように構成されてもよい。
　通常、サイドプレート２５は、シール体１３の周方向Ｄｃの側面を覆う形状を有している。このため、径方向Ｄｒに対し、サイドプレート２５の周方向Ｄｃの端面よりも、延出部１３５が傾斜していれば、シール体１３に予圧を与えた場合であっても、延出部１３５は、シール体１３の周方向Ｄｃ端面に接触しにくい。
　したがって、この場合も同様に、延出部１３５は、シール体１３の周方向Ｄｃ端面に接触しにくく、延出部１３５のシール体１３への接触が抑制される。
＜変形例＞
　上記各実施形態では、ハウジング本体は、シール体を径方向Ｄｒ内側に突出させながら収容している。変形例として、ハウジング本体は、さらにサイドシールを径方向Ｄｒ内側に突出させながら収容してもよい。
　上記各実施形態では、ハウジングは、ハウジング本体の周方向Ｄｃの両側に、それぞれ延出部を有する。変形例として、ハウジングは、ハウジング本体の周方向の両側のうち、一方側だけに延出部を有してもよい。すなわち、ハウジングは、回転方向Ｂｃ前方側だけに延出部を有してもよいし、回転方向Ｂｃ後方側だけに延出部を有してもよい。
　上記各実施形態では、隣り合うシールセグメントの周方向端部同士は、隙間なく配置されている。変形例として、隣り合うシールセグメントの周方向端部は、隙間を開けて配置されてもよい。この場合、延出部は、隣のシールセグメントの延出部と面接触せず、隙間を有することとなる。
　上記各実施形態では、第一延出部と第二延出部とは、径方向Ｄｒに対し、互いに同じ傾斜角度で傾斜している。変形例として、第一延出部と第二延出部とは、径方向Ｄｒに対し、互いに異なる傾斜角度で傾斜していてもよい。この場合、延出部は、隣のシールセグメントの延出部と全体に亘って面接触せず、部分的に接触することとなる。
　上記各実施形態では、ハウジング本体と延出部とは、一体成型されている。
　変形例として、一体成型とせず、ハウジング本体に延出部が取り付けられてもよい。例えば、ろう付けや溶接によって、ハウジング本体に延出部が取り付けられてもよい。
　他の変形例として、一体成型とせず、ハウジング本体に延出部が脱着可能に取り付けられてもよい。例えば、ハウジング本体と延出部とが互いにねじ止めできるように構成されてもよいし、ハウジング本体に延出部が嵌め込まれるように構成されてもよい。
　上記各実施形態では、ハウジングは、平面で、第一部材と第二部材とに分割されているが、変形例としてハウジング２３０のように構成されてもよい。
　図７に示すように、ハウジング２３０は、段差面２３０ｃで、第一部材２３０ａと第二部材２３０ｂとに分割されている。このため、第一部材２３０ａと第二部材２３０ｂとは、段差面２３０ｃにおいて、互いに嵌め合わせられる。したがって、本変形例のシールセグメントは、第一部材２３０ａと第二部材２３０ｂとがずれにくい構造を有する。さらに、本変形例のシールセグメントは、第一部材２３０ａと第二部材２３０ｂとを組み立てやすい。
　本発明の一態様によれば、薄板シール片に発生するフラッタリングを抑制できる。
１：ガスタービン（回転機械）
２：圧縮機
３：燃焼器
４：タービン
５：ロータ
６：静翼
７：動翼
８：ケーシング
８ａ：軸受け部
９：ケーシング
９ａ：軸受け部
１０：軸シール装置
１１：シールセグメント
１２：周方向端部
１３：シール体
２０：薄板シール片
２０ａ：切り欠き部
２０ｂ：切り欠き部
２０ｃ：側面
２１：リテーナ
２１ａ：凹溝
２２：リテーナ
２２ａ：凹溝
２３：高圧側側板
２３ａ：嵌込段差部
２４：低圧側側板
２４ａ：嵌込段差部
２５：サイドプレート
２６：内周側端部
２７：外周側基端
３０：ハウジング
３０ａ：第一部材
３０ｂ：第二部材
３０ｃ：平面
３１：凹溝
３２：低圧側壁面
３４：ハウジング本体
３５：延出部
３５ｂ：第二延出部
３５ｆ：第一延出部
１１１：シールセグメント
１３０：ハウジング
１３４：ハウジング本体
１３５：延出部
２３０：ハウジング
２３０ａ：第一部材
２３０ｂ：第二部材
２３０ｃ：段差面
Ａｘ：軸線
Ｂｃ：回転方向
Ｄａ：軸方向
Ｄｃ：周方向
Ｄｒ：径方向
Ｇ：作動流体

Claims (7)

  1. 　回転軸の径方向内側に向かうにしたがって該回転軸の回転方向前方側に傾斜して延びるとともに前記回転軸の周方向に複数積層された薄板シール片を有するシール体と、
    　該シール体を前記回転軸の軸方向の両側から覆うように周方向に延びる一対のサイドプレートと、
    　前記シール体を前記径方向内側に突出させながら収容するハウジング本体、及び、該ハウジング本体の前記周方向の端部に設けられて、前記径方向内側に向かって前記シール体の前記周方向の端面に沿って延びる延出部を有するハウジングと、
    　を備えるシールセグメント。
  2. 　前記延出部が、前記径方向内側に向かうにしたがって前記回転軸の回転方向前方側に傾斜して延びる請求項１に記載のシールセグメント。
  3. 　前記延出部が、前記径方向に対し、予圧を与えた時の前記シール体の前記周方向の端面よりも傾斜して延びる請求項１又は請求項２に記載のシールセグメント。
  4. 　前記延出部が、前記径方向に対し、前記サイドプレートの前記周方向の端面よりも傾斜して延びる請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のシールセグメント。
  5. 　前記ハウジングが、前記ハウジング本体の前記周方向の両側に、それぞれ前記延出部を有する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のシールセグメント。
  6. 　前記ハウジングが、前記ハウジング本体の前記周方向の両側のうち、一方だけに前記延出部を有する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のシールセグメント。
  7. 　請求項１から６のいずれか一項に記載のシールセグメントを複数備え、
    前記複数のシールセグメントが、前記周方向に沿って並んでいる回転機械。
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