JPH0693803A - ラビリンスパッキン - Google Patents
ラビリンスパッキンInfo
- Publication number
- JPH0693803A JPH0693803A JP24166792A JP24166792A JPH0693803A JP H0693803 A JPH0693803 A JP H0693803A JP 24166792 A JP24166792 A JP 24166792A JP 24166792 A JP24166792 A JP 24166792A JP H0693803 A JPH0693803 A JP H0693803A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- turbine
- seal
- fin
- seal fin
- labyrinth packing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】ラビリンスパッキンのシールフィン１１を複数
の小片に分割し、分割された小片のシールフィン１１
は、ばね部１４でケーシング側に保持されており、何か
の原因でシールフィン１１とタービンロータが接触した
場合に容易にシールフィン１１が半径方向外方に変位し
シールフィン１１及びタービンロータの損傷を防止す
る。 【効果】ラビリンスパッキンの間隙量は小さく保たれ、
タービンのシール部からの蒸気の漏洩を減少し、タービ
ンの内部効率の向上を図ることができる。
の小片に分割し、分割された小片のシールフィン１１
は、ばね部１４でケーシング側に保持されており、何か
の原因でシールフィン１１とタービンロータが接触した
場合に容易にシールフィン１１が半径方向外方に変位し
シールフィン１１及びタービンロータの損傷を防止す
る。 【効果】ラビリンスパッキンの間隙量は小さく保たれ、
タービンのシール部からの蒸気の漏洩を減少し、タービ
ンの内部効率の向上を図ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は軸流流体機械に係り、特
に、タービンの回転部と静止部との間隙からの作動流体
の漏洩による性能低下を防止するのに好適なタービンの
ラビリンスパッキンに関する。
に、タービンの回転部と静止部との間隙からの作動流体
の漏洩による性能低下を防止するのに好適なタービンの
ラビリンスパッキンに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、タービンの性能向上策の一つと
してタービン各部に存在する静止部と回転部との間隙か
ら漏洩する蒸気を減少する方法としてラビリンスパッキ
ンが用いられている。例えば、図５に示すように、静翼
１を固定するダイヤフラム内輪３と、ロータ８の摺動面
との間にはラビリンスパッキン５を、また、動翼２の先
端とダイヤフラム外輪４の間には、１枚あるいは複数枚
のシールフィン６をそれぞれ設け、ラビリンスパッキン
５及びシールフィン６によって蒸気の漏洩量を減少させ
る方法が実施されている。
してタービン各部に存在する静止部と回転部との間隙か
ら漏洩する蒸気を減少する方法としてラビリンスパッキ
ンが用いられている。例えば、図５に示すように、静翼
１を固定するダイヤフラム内輪３と、ロータ８の摺動面
との間にはラビリンスパッキン５を、また、動翼２の先
端とダイヤフラム外輪４の間には、１枚あるいは複数枚
のシールフィン６をそれぞれ設け、ラビリンスパッキン
５及びシールフィン６によって蒸気の漏洩量を減少させ
る方法が実施されている。
【０００３】しかし、非接触型シール装置では、タービ
ンロータとシールフィンの先端部との間隙量を小さくす
ればするほど漏洩量は減少するが、この間隙量を余り小
さくすると、運転中にシールフィンとタービンロータが
接触してタービンロータやシールフィンの先端部が破損
したり、接触によって軸振動が増加して運転の続行が不
可能になったり、あるいは接触による発熱でタービンロ
ータに曲がりを発生したりするなどの問題があった。
ンロータとシールフィンの先端部との間隙量を小さくす
ればするほど漏洩量は減少するが、この間隙量を余り小
さくすると、運転中にシールフィンとタービンロータが
接触してタービンロータやシールフィンの先端部が破損
したり、接触によって軸振動が増加して運転の続行が不
可能になったり、あるいは接触による発熱でタービンロ
ータに曲がりを発生したりするなどの問題があった。
【０００４】このような接触は、タービンの運転状態に
より間隙量が変化するためであるが、この変化は、ケー
シングの不均一な熱変形や圧力による変形あるいは回転
体と静止部との熱膨張の時間差などの種々の要因によっ
て発生する。一方、定常運転時には、変形量や変化量は
極めて小さいので、長時間にわたる定常運転時には間隙
が大きいために漏洩量が増大するという問題があった。
より間隙量が変化するためであるが、この変化は、ケー
シングの不均一な熱変形や圧力による変形あるいは回転
体と静止部との熱膨張の時間差などの種々の要因によっ
て発生する。一方、定常運転時には、変形量や変化量は
極めて小さいので、長時間にわたる定常運転時には間隙
が大きいために漏洩量が増大するという問題があった。
【０００５】そこでこの問題を解決するために、間隙を
無くして常にフィンとタービンロータを接触させても、
フィン及びタービンロータの損傷をほとんど皆無にする
機構として、従来、たとえば文献名AIAA Paper Ｎo.９
０−２１４０（１９９０）。（論文題目 Evalation Of
Brush Seals For Limited−Life Engines)に記載されて
いるように、シールフィンセグメントが多数の細線でブ
ラシ状に構成され、ブラシがたわみをもった状態でター
ビンロータに接しているブラシシールが提案されてい
る。
無くして常にフィンとタービンロータを接触させても、
フィン及びタービンロータの損傷をほとんど皆無にする
機構として、従来、たとえば文献名AIAA Paper Ｎo.９
０−２１４０（１９９０）。（論文題目 Evalation Of
Brush Seals For Limited−Life Engines)に記載されて
いるように、シールフィンセグメントが多数の細線でブ
ラシ状に構成され、ブラシがたわみをもった状態でター
ビンロータに接しているブラシシールが提案されてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、膨大
な細線でブラシを形成するためにシールフィンセグメン
トの製作が大変であり、大型蒸気タービン等には不向き
であった。
な細線でブラシを形成するためにシールフィンセグメン
トの製作が大変であり、大型蒸気タービン等には不向き
であった。
【０００７】本発明の目的は、タービンの間隙を静止部
と回転部の定常変位差に対応して少ない間隙量にでき、
これによってタービン作動流体の漏洩を減少し、タービ
ン効率を向上するラビリンスパッキンを提供することに
ある。
と回転部の定常変位差に対応して少ない間隙量にでき、
これによってタービン作動流体の漏洩を減少し、タービ
ン効率を向上するラビリンスパッキンを提供することに
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】ラビリンスパッキンは、
タービンロータとケーシングの隙間、タービンロータと
ノズルダイヤフラムの内輪との隙間、ケーシングと動翼
との隙間等のタービン作動流体の漏洩通路に狭部、拡大
部を形成するようにシールフィンが設けられている。こ
のシールフィンを複数の小片に分割し、分割された小片
のシールフィンは、ばね部材でケーシング側に保持され
ており、シールフィンが容易に半径方向外方に変位する
ように構成されている。
タービンロータとケーシングの隙間、タービンロータと
ノズルダイヤフラムの内輪との隙間、ケーシングと動翼
との隙間等のタービン作動流体の漏洩通路に狭部、拡大
部を形成するようにシールフィンが設けられている。こ
のシールフィンを複数の小片に分割し、分割された小片
のシールフィンは、ばね部材でケーシング側に保持され
ており、シールフィンが容易に半径方向外方に変位する
ように構成されている。
【０００９】
【作用】タービンの過渡運転時に、静止時に設定した静
止部と回転部の定常変位差より大きい間隙量の減少があ
った場合には、タービンロータ表面とシールフィンは接
触する。この場合、小片に分割さればね部材でケーシン
グ側に保持されたシールフィンは、タービンロータ表面
との接触面圧を高めることなく外周方向に変形する。
止部と回転部の定常変位差より大きい間隙量の減少があ
った場合には、タービンロータ表面とシールフィンは接
触する。この場合、小片に分割さればね部材でケーシン
グ側に保持されたシールフィンは、タービンロータ表面
との接触面圧を高めることなく外周方向に変形する。
【００１０】したがって、タービンの過渡運転時に短時
間シールフィンがタービンロータ表面と接触してもター
ビンロータやシールフィンの先端部が破損したり、接触
によって軸振動が増加して運転の続行が不可能になった
り、あるいは接触による発熱でタービンロータに曲がり
を発生したりすることはない。
間シールフィンがタービンロータ表面と接触してもター
ビンロータやシールフィンの先端部が破損したり、接触
によって軸振動が増加して運転の続行が不可能になった
り、あるいは接触による発熱でタービンロータに曲がり
を発生したりすることはない。
【００１１】本発明によれば定常運転時に静止部と回転
部の間隙を狭くできるのでタービン作動流体の漏洩量を
減少させることができる。
部の間隙を狭くできるのでタービン作動流体の漏洩量を
減少させることができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を蒸気タービンの動翼先端とケ
ーシングとの隙間からの蒸気漏洩防止に用いた一実施例
を図１ないし図４に基づいて説明する。
ーシングとの隙間からの蒸気漏洩防止に用いた一実施例
を図１ないし図４に基づいて説明する。
【００１３】図１及び図２に示すように周方向にそれぞ
れ回転する複数個の動翼２はその先端部をリング状をし
たシュラウド９に接続している。またダイヤフラム外輪
４には動翼２の先端外周部と対向する位置に円弧状のパ
ッキンセグメント１０が、例えば、ばね等の伸縮可能な
固定部材１３で固定され、このようなパッキンセグメン
ト１０は複数個組合わせられ、円環状に構成されてい
る。パッキンセグメント１０のシュラウド９に対向する
表面にはシールフィン６がタービンロータの軸線方向に
そって複数個設けられており、シールフィン１１の一端
はパッキンセグメント１０に固定され、さらにパッキン
セグメント１０の内面の円弧状の突起１２に接し、他端
は自由端として、シュラウド９の表面に近接するように
設けられている。従って、シールフィン１１の自由端と
シュラウド９の表面との隙間で漏洩通路の狭部を構成
し、隣りあうシールフィン１１の間が拡大部となり、こ
の狭部、拡大部のくり返しにより蒸気の漏洩を防ぐこと
になる。
れ回転する複数個の動翼２はその先端部をリング状をし
たシュラウド９に接続している。またダイヤフラム外輪
４には動翼２の先端外周部と対向する位置に円弧状のパ
ッキンセグメント１０が、例えば、ばね等の伸縮可能な
固定部材１３で固定され、このようなパッキンセグメン
ト１０は複数個組合わせられ、円環状に構成されてい
る。パッキンセグメント１０のシュラウド９に対向する
表面にはシールフィン６がタービンロータの軸線方向に
そって複数個設けられており、シールフィン１１の一端
はパッキンセグメント１０に固定され、さらにパッキン
セグメント１０の内面の円弧状の突起１２に接し、他端
は自由端として、シュラウド９の表面に近接するように
設けられている。従って、シールフィン１１の自由端と
シュラウド９の表面との隙間で漏洩通路の狭部を構成
し、隣りあうシールフィン１１の間が拡大部となり、こ
の狭部、拡大部のくり返しにより蒸気の漏洩を防ぐこと
になる。
【００１４】このシールフィン１１は、図３に示すよう
に棒状のばね部１４に接合された板状の小片からなり、
棒状のばね部１４は、図２に示すようにパッキンセグメ
ント１０にタービン回転方向であるＲ方向に傾斜するよ
うに取り付けられている。また、シールフィン１１は複
数枚が軸方向に重なりあうように構成されている。
に棒状のばね部１４に接合された板状の小片からなり、
棒状のばね部１４は、図２に示すようにパッキンセグメ
ント１０にタービン回転方向であるＲ方向に傾斜するよ
うに取り付けられている。また、シールフィン１１は複
数枚が軸方向に重なりあうように構成されている。
【００１５】このように構成されたパッキンセグメント
１０は、何らかの原因でパッキンフィン１１がシュラウ
ド９に接触した場合、棒状のばね部１４が撓み、シール
フィン１１とシュラウド９との接触を緩和することがで
き、この接触によるシュラウド９の損傷を防止すること
ができる。またシールフィン１１の先端に摩耗しやすい
材料を設けておけばさらにこの損傷を防止することがで
きる。
１０は、何らかの原因でパッキンフィン１１がシュラウ
ド９に接触した場合、棒状のばね部１４が撓み、シール
フィン１１とシュラウド９との接触を緩和することがで
き、この接触によるシュラウド９の損傷を防止すること
ができる。またシールフィン１１の先端に摩耗しやすい
材料を設けておけばさらにこの損傷を防止することがで
きる。
【００１６】棒状のばね１４のパッキンリング１０への
固定方法は、植込み，ねじ止め，溶接，かしめなどの一
般の固定方法でよい。
固定方法は、植込み，ねじ止め，溶接，かしめなどの一
般の固定方法でよい。
【００１７】またシールフィン１１の板材の材料，形
状，板厚等は、タービンの大きさ，シュラウド９等ロー
タ側使用材料により適宜選択し、ロータ側の材料よりも
軟らかい材料を用いることが好ましい。
状，板厚等は、タービンの大きさ，シュラウド９等ロー
タ側使用材料により適宜選択し、ロータ側の材料よりも
軟らかい材料を用いることが好ましい。
【００１８】この実施例に示したシールフィンの形状以
外でも、本発明の効果が得られる。例えば、図４に示す
ように薄板をねじって製作してもよく、またばね部１４
とシールフィン１１を一体あるいは接合して作られたシ
ールフィンを用いてもよい。本発明によれば、従来例に
比較して比較的簡単なラビリンスパッキンの構造でター
ビン運転中の間隙からの漏洩蒸気量を少なくできる。
外でも、本発明の効果が得られる。例えば、図４に示す
ように薄板をねじって製作してもよく、またばね部１４
とシールフィン１１を一体あるいは接合して作られたシ
ールフィンを用いてもよい。本発明によれば、従来例に
比較して比較的簡単なラビリンスパッキンの構造でター
ビン運転中の間隙からの漏洩蒸気量を少なくできる。
【００１９】以上の実施例ではパッキンリング１０にシ
ールフィンを接合した場合を説明したが、直接、ダイヤ
フラム外輪にシールフィンを設けてもよい。
ールフィンを接合した場合を説明したが、直接、ダイヤ
フラム外輪にシールフィンを設けてもよい。
【００２０】また、ケーシングと動翼との隙間からの蒸
気漏洩を防止する他にタービンロータとケーシングとの
隙間、ノズルダヤフラムとタービンロータとの隙間等の
タービンロータ軸線方向の蒸気漏洩通路からの蒸気漏洩
を防止するために用いてもよい。
気漏洩を防止する他にタービンロータとケーシングとの
隙間、ノズルダヤフラムとタービンロータとの隙間等の
タービンロータ軸線方向の蒸気漏洩通路からの蒸気漏洩
を防止するために用いてもよい。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、タービンのシール部の
間隙を静止部と回転部の定常変位差に対応して狭い間隙
に設定できるので、蒸気の漏洩を減少しタービンの内部
効率の向上を図ることができ、これによって熱消費率を
向上することができる。
間隙を静止部と回転部の定常変位差に対応して狭い間隙
に設定できるので、蒸気の漏洩を減少しタービンの内部
効率の向上を図ることができ、これによって熱消費率を
向上することができる。
【図１】本発明の実施例を説明するための蒸気タービン
の部分縦断面図。
の部分縦断面図。
【図２】図１のＡ−Ａの部分矢視図。
【図３】本発明のシールフィンの斜視図。
【図４】他の実施例のシールフィンの斜視図。
【図５】従来のタービンの段落を示す縦断面図。
２…動翼、９…シュラウド、１０…パッキンリング、１
１…シールフィン、１４…ばね部。
１…シールフィン、１４…ばね部。
Claims (2)
- 【請求項１】タービンの回転部に対向して配置されたシ
ールフィンを具備するラビリンスパッキンにおいて、前
記シールフィンが複数の小片に分割され、半径方向外方
に変位するばね部で支持されていることを特徴とするラ
ビリンスパッキン。 - 【請求項２】請求項１において、前記シールフィンが薄
板よりなり、複数枚が重なりあってタービン作動流体の
漏洩通路に狭部を形成したラビリンスパッキン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24166792A JPH0693803A (ja) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | ラビリンスパッキン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24166792A JPH0693803A (ja) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | ラビリンスパッキン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0693803A true JPH0693803A (ja) | 1994-04-05 |
Family
ID=17077731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24166792A Pending JPH0693803A (ja) | 1992-09-10 | 1992-09-10 | ラビリンスパッキン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0693803A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5941685A (en) * | 1997-10-14 | 1999-08-24 | General Electric Company | Brush seal for use on bumpy rotating surfaces |
| JP2003014129A (ja) * | 2001-06-29 | 2003-01-15 | Eagle Engineering Aerospace Co Ltd | 板ブラシシール装置 |
| JP2010159755A (ja) * | 2009-01-08 | 2010-07-22 | General Electric Co <Ge> | 熱負荷状態での稼働間隙を改善したステータケーシング |
| US20130094945A1 (en) * | 2010-05-26 | 2013-04-18 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Seal structure, turbine machine having the same, and power generating plant equipped with the same |
-
1992
- 1992-09-10 JP JP24166792A patent/JPH0693803A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5941685A (en) * | 1997-10-14 | 1999-08-24 | General Electric Company | Brush seal for use on bumpy rotating surfaces |
| JP2003014129A (ja) * | 2001-06-29 | 2003-01-15 | Eagle Engineering Aerospace Co Ltd | 板ブラシシール装置 |
| JP2010159755A (ja) * | 2009-01-08 | 2010-07-22 | General Electric Co <Ge> | 熱負荷状態での稼働間隙を改善したステータケーシング |
| US20130094945A1 (en) * | 2010-05-26 | 2013-04-18 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Seal structure, turbine machine having the same, and power generating plant equipped with the same |
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