JPS6332463Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、タービンの回転軸に沿う流体もれを
防ぐためのラビリンスシール装置に関し、特にそ
の回転軸に与える励振力を低減させたラビリンス
シール装置に関する。

一般に、タービンにおいては、ケーシングの内
部と外部との間あるいは高圧部と低圧部との間の
流体もれを防ぐためにラビリンスシール装置が設
けられている。

第１図はタービンの縦断面図であり、タービン
では高圧の流体（蒸気、ガス、水など）を入口管
１より供給され、ノズル２によつて上記高圧流体
の圧力の一部を速度に変え、動翼３に作用させ
る。

これにより、その円板４および回転軸５は回転
させられて、動力が得られる。仕事をした流体は
出口管６より排出されるようになつており、回転
軸５はラジアル軸受７とスラスト軸受８で支持さ
れている。

そして、ケーシング９の内部と外部との間
（Ａ，Ｂ部）およびケーシング９内の高圧部１０
と低圧部１１との間（Ｃ部）で、回転軸５に沿つ
て流体がもれるのを防止するため、回転軸５の周
面とこれに近接するケーシング９の内周面との間
に、複数のシールフインからなるラビリンスシー
ルがそなえられている。

これらのラビリンスシールは構造が簡単でもれ
を止める性能が良いので、上述のような高速回転
機械としてのタービンでは非常に良く使われてい
る。

ところが、最近のタービンの高出力化やコンパ
クト化に伴なつて、ラビリンスシールに起因する
流体的な作用により回転軸に振動が発生するとい
う問題が生じている。このシールの流体的な作用
については現在世界中で研究が進められつつある
ところであり、シールによる振動を助長する力は
シールフイン間のポケツト内の圧力脈動によつて
起こるということが今までにわかつている。

すなわち、第２図（第１図のＣ部拡大図）に示
すように、入口フイン１８と出口フイン１９とで
囲まれたポケツト２０（幅Ｌ，直径Ｄ）内の圧力
脈動（ΔP）によつて次式で示す励振力Ｆが回転
軸４に与えられるのである。

Ｆ＝ΔP・Ｌ・Ｄ …(a) なお、第２図において符号１６はシユラウド、
符号１７はシール天井を示しており、符号２１は
シユラウド１６を動翼３にかしめ取付けるための
テノンを示している。

本考案は、上述のような実情に鑑み、シールフ
イン間のポケツト幅を小さくすることによつて、
回転軸に与えられる励振力を小さくして、タービ
ンの振動安定性を向上させたタービン用ラビリン
スシール装置を提供することを目的とする。

このため本考案のタービン用ラビリンスシール
装置は、タービンの動翼先端部とケーシングとの
間における流体のもれを防止するためにケーシン
グに植込まれた複数のシールフインからなるラビ
リンスシール装置において、前記動翼先端部の一
方の端部にのみ対向するよう狭い間隔で２枚のシ
ールフインが設けられるとともに前記２枚のシー
ルフインの高圧側のシールフインの長さが低圧測
シールフインの長さよりも長くされ、これら２枚
のシールフインに対向する動翼先端部周面に前記
２枚のシールフインの長さに対応する段差が形成
されたことを特徴としている。

以下図面により、本考案の一実施例としてのタ
ービン用ラビリンスシール装置について説明する
と、第３図はタービンの動翼先端部とケーシング
との間に用いられた上記装置を第２図に対応させ
て示す縦断面図、第４図はもれ流体の流れを示す
模式図であつて、図中第１，２図と同じ符号は同
様の部分を示している。

タービンの回転軸に沿つて高圧部１０から低圧
部１１へ流体がもれるのを防止すべく、２枚のシ
ールフイン（入口シールフイン１８、出口シール
フイン１９）が狭い間隔L′でケーシングのシール
天井１７に植込まれている。

また、この位置は動翼先端部としてのシユラウ
ドの一方の端に対応する位置となつている。

なお、シールフインの寸法は、高圧側（入口
側）シールフイン１８が低圧側（出口側）シール
フイン１９よりも長く構成されている。

したがつてこのシールフインの寸法に対応する
よう、動翼先端部としてのシユラウド１６に段差
ｈが形成される。

上述の構成により、入口シールフイン１８と出
口シールフイン１９とで囲まれたポケツト２０の
幅L′は従来に比べて非常に小さくなるので、ポケ
ツト２０内のもれ流体の圧力脈動によつて回転軸
に与えられる励振力Ｆ〔式(a)参照〕は大幅に低減
されるのである。

そして、近接して設けられた入口シールフイン
１８と出口シールフイン１９とのそれぞれが対向
するシユラウド１６の面部には段差ｈが形成され
ているので、もれ流体の流れは第４図に示したよ
うになり、高圧側から低圧側へのもれ流体の吹き
抜けが防止されるようになつて、入口シールフイ
ン１８と出口シールフイン１９とが近接して設け
られても、そのシール作用が低下することはな
い。

さらに本実施例では第３図に示すように、シー
ル天井１７の低圧側とシユラウド１６との間〓が
大きくされており、これによつて、さらに励振力
Ｆが低減される効果が得られる。

なお、本実施例では、入口シールフイン１８、
出口シールフイン１９をシール天井１７の高圧側
（シール入口部２２）に接近して設けたが、シー
ル天井１７の低圧側（シール出口部２３）に接近
して設けてもほぼ同様の作用と効果が得られる。

以上詳述したように、本考案のタービン用ラビ
リンスシール装置によれば、タービンの動翼先端
部とケーシングとの間における流体のもれを防止
するためにケーシングに植込まれた複数のシール
フインからなるラビリンスシール装置において、
前記動翼先端部の一方の端部にのみ対向するよう
狭い間隔で２枚のシールフインが設けられるとと
もに前記２枚のシールフインの高圧側のシールフ
インの長さが低圧測シールフインの長さよりも長
くされ、これら２枚のシールフインに対向する動
翼先端部周面に前記２枚のシールフインの長さに
対応する段差が形成されるという極めて簡素な構
成で、そのシール作用を低下させることなく、回
転軸に与える励振力を大幅に低減させることが可
能となり、タービンの振動安定性を著しく向上さ
せる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はタービンおよび同タービンにおけるラ
ビリンスシール装置の使用例を示す縦断面図、第
２図は第１図のＣ部拡大図であり、第３，４図は
第１図に示すタービンのＣ部に用いられた本考案
の一実施例としてのタービン用ラビリンスシール
装置を示すもので、第３図はその縦断面図、第４
図はもれ流体の流れを示す模式図である。 ３……動翼、４……円板、１０……高圧部、１
１……低圧部、１６……シユラウド、１７……シ
ール天井、１８……入口シールフイン、１９……
出口シールフイン、２０……ポケツト、２１……
テノン、２２……シール入口部、２３……シール
出口部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. タービンの動翼先端部とケーシングとの間にお
   ける流体のもれを防止するためにケーシングに植
   込まれた複数のシールフインからなるラビリンス
   シール装置において、前記動翼先端部の一方の端
   部にのみ対向するよう狭い間隔で２枚のシールフ
   インが設けられるとともに前記２枚のシールフイ
   ンの高圧側のシールフインの長さが低圧測シール
   フインの長さよりも長くされ、これら２枚のシー
   ルフインに対向する動翼先端部周面に前記２枚の
   シールフインの長さに対応する段差が形成された
   ことを特徴とする、タービン用ラビリンスシール
   装置。