シール構造とその制御方法
【課題】回転部と固定部の間のシール性能を向上できるとともに蒸気タービンのスムーズな立ち上げが可能で、回転部が長時間連続して回転しても回転部の温度上昇を抑制できるシール構造とその制御方法を提供することを課題とする。
【解決手段】シール基板６１側のシールフィン６２とロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂが対向するとともに、シール基板６１側の通気性スペーサ４ａとロータ２ａ側のシールフィン２ａ１が対向するように構成されるシール構造であって、シール基板６１は、ロータ２ａに対して近接・離反する方向に移動可能に備わっている。蒸気Ｓｔの圧力が低いと、シールフィン６２と通気性スペーサ４ｂ及びシールフィン２ａ１と通気性スペーサ４ａは非接触状態になり、蒸気Ｓｔの圧力が高くなると、シールフィン６２と通気性スペーサ４ｂ及びシールフィン２ａ１と通気性スペーサ４ａが接触状態になる。
【解決手段】シール基板６１側のシールフィン６２とロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂが対向するとともに、シール基板６１側の通気性スペーサ４ａとロータ２ａ側のシールフィン２ａ１が対向するように構成されるシール構造であって、シール基板６１は、ロータ２ａに対して近接・離反する方向に移動可能に備わっている。蒸気Ｓｔの圧力が低いと、シールフィン６２と通気性スペーサ４ｂ及びシールフィン２ａ１と通気性スペーサ４ａは非接触状態になり、蒸気Ｓｔの圧力が高くなると、シールフィン６２と通気性スペーサ４ｂ及びシールフィン２ａ１と通気性スペーサ４ａが接触状態になる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気タービンに備わるシール構造とその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボイラ等の蒸気発生器が発生する蒸気でタービン（蒸気タービン）を回転して発電する発電プラントの場合、蒸気タービンは蒸気の流れの上流側から、高圧タービン、中圧タービン、及び低圧タービンが備わり、低圧タービンを回転させた蒸気は、排気室を経由して復水器に導入され、復水器で凝縮されて給水となり蒸気発生器に還流する。
このような発電プラントを構成する蒸気タービンは、ケーシングの内側に固定される静翼が、ロータと一体に回転する動翼と動翼の間に配置され、動翼と静翼で段落が形成される。
【０００３】
そして、ケーシングの内部に導入された蒸気は、蒸気タービンのケーシングの内部を流れ、静翼と、ケーシングに回転自在に支持されるロータに固定される動翼との間を交互に通りながら膨張し、ロータを回転させる。そして、ロータの最も下流に備わる動翼、すなわち最終段の動翼を通過した蒸気は、ケーシングの外に排気されるように構成される。
【０００４】
このような蒸気タービンにおいては、蒸気が動翼に当たることでロータを回転することから、蒸気を効率よく使用するために、例えば静翼とロータなど、固定部と回転部の間のクリアランスからの蒸気の漏れをできるだけ少なくするように、固定部と回転部の間のシール性能を向上することが要求される。
【０００５】
このような問題に対応するため、従来、ロータなどの回転部と静翼などの固定部との間に、フィン（シールフィン）を有するラビリンスシール装置を備え、さらにフィンと対向する位置に切削性に優れる部材（アブレイダブル材）を用いたシール構造の技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示される技術によると、フィンとアブレイダブル材とが接触しても、フィンによってアブレイダブル材が切削されるため、フィンの損傷を防止できる。
【０００６】
しかしながら、シール性能向上のために、回転部と固定部の間のクリアランスが極力小さくなるようにフィンとアブレイダブル材を配置すると、フィンとアブレイダブル材の接触が多くなって回転部の回転に対する抵抗（回転抵抗）が増大するため、例えば、蒸気タービンの立ち上げ初期など、蒸気圧が比較的低い場合は、ロータが回転しにくくなり、蒸気タービンのスムーズな立ち上げが困難になるという問題が生じる。
【０００７】
さらに、例えば回転部に備わるフィンと固定部に備わるアブレイダブル材の接触によって発生する摩擦熱が回転部に伝熱して回転部が高温になり、熱膨張や熱曲りなど、回転に支障をきたすような熱変形が発生する。そして、蒸気タービンのタービン効率が低下するという問題が発生する。
そこで、回転部への伝熱を抑制するような断熱層を有するシール構造の技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
特許文献２に開示される技術によると、例えば回転部に備わるフィンと、回転部の間に断熱層を有することで、回転部と固定部の接触によって発生する摩擦熱が回転部に伝熱することを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−２２８０１３号公報
【特許文献２】特開２００７−１６７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２に開示される技術では、回転部が長時間連続して回転し、フィンとアブレイダブル材の接触が長時間に亘ると、発生する摩擦熱が断熱層に蓄熱され、さらに、断熱層に蓄熱された熱が回転部に伝熱して回転部が高温になるという問題がある。
【００１０】
また、フィンとアブレイダブル材の接触で回転抵抗が増大し、蒸気の圧力が低いときにロータがスムーズに回転せず、蒸気タービンのスムーズな立ち上げは達成できない。
フィンとアブレイダブル材の接触を防止するため、フィンとアブレイダブル材の間のクリアランスを大きくすると、回転部と固定部の間のクリアランスが大きくなることになって蒸気の漏れが大きくなるため、蒸気タービンのタービン効率の向上が望めなくなる。
【００１１】
そこで、本発明は、回転部と固定部の間のシール性能を向上できるとともに蒸気タービンのスムーズな立ち上げが可能で、回転部が長時間連続して回転しても回転部の温度上昇を抑制できるシール構造とその制御方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するため、本発明は、回転部に備わるフィンと固定部に備わるスペーサが互いに対向して、固定部に備わるフィンと回転部に備わるスペーサが互いに対向し、さらに、スペーサを通気性金属で形成するとともに、固定部に備わるフィンとスペーサが、回転部に対して近接・離反する方向に移動可能なシール構造とその制御方法とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、回転部と固定部の間のシール性能を向上できるとともに蒸気タービンのスムーズな立ち上げが可能で、回転部が長時間連続して回転しても回転部の温度上昇を抑制できるシール構造とその制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る蒸気タービンを備える発電プラントの概略系統図である。
【図２】図１の蒸気タービンの一部拡大図である。
【図３】図２のＡ１部拡大図である。
【図４】図３のＡ２部拡大図である。
【図５】（ａ）は、図２のＸ１―Ｘ１断面図、（ｂ）は、図５の（ａ）のＡ３部拡大図である。
【図６】ハイロー型のラビリンスシール装置の一構成例を示す概略図であって、シール基板にシールフィンが備わる形態を示す図である。
【図７】ハイロー型のラビリンスシール装置の一構成例を示す概略図であって、ロータにシールフィンが備わる形態を示す図である。
【図８】（ａ）は、図２のＸ２―Ｘ２断面図、（ｂ）は、図８の（ａ）のＡ４部拡大図である。
【図９】動翼の先端を示す概略図である。
【図１０】ピストン本体を周方向に連結する圧縮バネを備えるラビリンスシール装置の一構成例を示す概略図である。
【図１１】駆動用蒸気を高圧蒸気供給源から与圧室に流入してピストンヘッドを移動するラビリンスシール装置の一構成例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態について、適宜図を用いて詳細に説明する。
図１に示すように、発電プラント１は、ボイラ１０と、蒸気タービン２（高圧タービン１２、中圧タービン１４、及び低圧タービン１６）、発電機１８、復水器２０などを備えている。そして、低圧タービン１６のロータ２ａは発電機１８の駆動軸２２に連結され、低圧タービン１６の回転によって発電機１８が駆動され発電される構成である。
【００１６】
ボイラ１０は蒸気発生器であって、再熱器２４を備え、配管２６を介して高圧タービン１２の入口側に接続されている。高圧タービン１２の出口側は配管２８を介してボイラ１０の再熱器２４に接続される。再熱器２４は配管３０を介して中圧タービン１４の入口側に接続され、中圧タービン１４の出口側は配管３２を介して低圧タービン１６の入口側に接続されている。
【００１７】
配管２６と配管３０には調節弁Ｂが備わり、それぞれ、高圧タービン１２及び中圧タービン１４に流入する蒸気Ｓｔの量を制御するための制御弁として機能する。これらの調節弁Ｂは、制御装置５４によって制御され、高圧タービン１２及び中圧タービン１４に流入する蒸気Ｓｔの量が制御される。
【００１８】
ボイラ１０で発生した蒸気Ｓｔは、高圧タービン１２、中圧タービン１４を介して低圧タービン１６に流入し、低圧タービン１６に備わるロータ２ａを回転させる。ロータ２ａを回転して低圧タービン１６から排気された蒸気Ｓｔは、排気室３を介して復水器２０で凝縮されて水（給水）となった後、給水加熱器２１に送り込まれて、給水加熱器２１で加熱され、更に他の給水加熱器(図示省略)や高圧給水ポンプ（図示省略）などを経由して蒸気発生器であるボイラ１０に再度導入される。
【００１９】
図２に示すように、蒸気タービン２（例えば、図１に示す高圧タービン１２）には、ロータ２ａの外周に沿った方向に固定される複数の動翼２ｂが、軸方向に複数列配置されている。
さらに、ロータ２ａ及び複数の動翼２ｂを内包するケーシング２ｄと、ケーシング２ｄにノズルダイヤフラム外輪側８０を介して固定される複数の静翼２ｃが備わる。そして、複数の動翼２ｂと複数の静翼２ｃは、ロータ２ａの軸方向に交互に配置され、段落が形成される。
以下、ロータ２ａの外周に沿った方向を周方向と称する。すなわち、ロータ２ａは、周方向に回転する。
【００２０】
ボイラ１０（図１参照）で発生した蒸気Ｓｔは蒸気タービン２のケーシング２ｄの内部に流入すると、減圧及び膨張しながら静翼２ｃと動翼２ｂの間を交互に通るように流通し、ロータ２ａを回転させる。
そして、ロータ２ａの最も下流に備わる動翼２ｂ、すなわち最終段の動翼２ｂを通過した蒸気Ｓｔはケーシング２ｄの外部に排気されるように構成される。
【００２１】
このように構成される蒸気タービン２においては、ケーシング２ｄの内部を流通する蒸気Ｓｔで効率よくロータ２ａを回転するため、回転部であるロータ２ａ及び動翼２ｂと、固定部であるケーシング２ｄ及び静翼２ｃの間のシール性能を向上し、回転部と固定部の間のクリアランスから漏れる蒸気Ｓｔ（漏れ蒸気）の量を抑制することが要求される。
【００２２】
例えば、ロータ２ａの回転に対する回転抵抗を軽減するために、静翼２ｃの先端に備わるノズルダイヤフラム内輪側７０とロータ２ａの間にクリアランスを設ける場合があるが、このクリアランスは静翼２ｃに流入する蒸気Ｓｔの漏れ蒸気の原因となる。そして、漏れ蒸気となる蒸気Ｓｔは、ロータ２ａの回転に寄与しないことから、漏れ蒸気の量が多くなると、蒸気タービン２のタービン効率が低下することになる。したがって、蒸気タービン２のタービン効率を向上するためには、漏れ蒸気の量を少なくすることが好適である。
このため、ノズルダイヤフラム内輪側７０とロータ２ａの間に、ラビリンスシール装置６０などのシール装置を組み込んでロータ２ａと静翼２ｃの間のクリアランスを小さくする構成が一般的である。この構成によってロータ２ａと静翼２ｃの間のシール性能が向上して、漏れ蒸気の量を少なくできる。
【００２３】
図３、図４に示すように、本実施形態に係るノズルダイヤフラム内輪側７０のロータ２ａ側には、複数のシールフィン６２を備えたシール基板６１が備わっている。
シール基板６１には、ロータ２ａの軸方向に並んで周方向に形成される複数の溝６３を所定間隔で設け、この複数の溝６３のそれぞれにシールフィン６２をコーキングして固定する。
【００２４】
さらに、ロータ２ａにもロータ２ａの軸方向に並んで周方向に形成される複数の溝２ａ２を所定間隔で設け、この複数の溝２ａ２のそれぞれに、シールフィン２ａ１をコーキングして固定する。
【００２５】
そして、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・が、ロータ２ａの軸方向に交互に重なり合うように配置する。
このように、複数のシールフィン６２が備わるシール基板６１を含んでラビリンスシール装置６０が構成される。
【００２６】
従来、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａ、及びロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・とシール基板６１は非接触に構成される。この構成によって、シールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａの間、及びシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・とシール基板６１の間には微小なクリアランスが生じ、ロータ２ａの回転に対する回転抵抗が軽減される。
【００２７】
しかしながら、これらのクリアランスを通過する蒸気Ｓｔは、ロータ２ａの回転に寄与することなく漏れ蒸気となる。そして、漏れ蒸気によって蒸気漏洩損失が発生し、蒸気タービン２（図１参照）のタービン効率が低下する。
そこで、本実施形態においては、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａの間、及びロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・とシール基板６１の間に、通気性金属からなる通気性スペーサ４，４，・・・（スペーサ）が取り付けられる。
【００２８】
さらに、シールフィン６２，６２，・・・と通気性スペーサ４，４，・・・が備わるシール基板６１が、ロータ２ａに対して近接・離反する方向、すなわち、ロータ２ａの回転半径方向に移動可能に設けてある。
以下、シール基板６１側の通気性スペーサ４を４ａ、ロータ２ａ側の通気性スペーサ４を４ｂとする。
そして、この構成によって、固定部である静翼２ｃ（図２参照）に備わるシールフィン６２，６２，・・・及び通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・は、回転部であるロータ２ａに対して近接・離反する方向に移動可能になる。
【００２９】
図３に示すように、ロータ２ａには、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・に対向する位置に通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・が取り付けられている。
また、シール基板６１には、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・に対向する位置に通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・が取り付けられている。
【００３０】
この構成によって、ロータ２ａ（回転部）及びシール基板６１（固定部）の両方に、通気性金属からなる通気性スペーサ４，４，・・・が取り付けられるシール構造になる。
なお、ロータ２ａ及びシール基板６１に、通気性スペーサ４を取り付ける方法は限定されるものではなく、例えばロウ付けなどによって固定すればよい。
【００３１】
また、ロータ２ａ側の複数の通気性スペーサ４ｂのそれぞれは周方向に沿って、ロータ２ａの外周に取り付けられ、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・は、ロータ２ａが回転しても常に対向するように構成される。さらに、ロータ２ａ側の複数のシールフィン２ａ１のそれぞれは周方向に沿って備わり、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・とシール基板６１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・は、ロータ２ａが回転しても常に対向するように構成される。
【００３２】
本実施形態に係る通気性スペーサ４を形成する通気性金属は、多孔質金属の空間部（ポア）が連結した構造で、内部を気体（蒸気Ｓｔ）が通気できる金属素材である。また、通気性金属は、切削性に優れている素材（アブレイダブル材）であり、例えば、シール基板６１側のシールフィン６２の先端とロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂとが接触した状態（接触状態）でロータ２ａが回転した場合、例えば、図４に示すように通気性スペーサ４（４ｂ）は削られるがシールフィン６２は損傷しない。
したがって、シールフィン６２の先端がロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂに接触するように構成して、静翼２ｃ（図２参照）とロータ２ａの間のシール性能を向上することができる。
同様に、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１の先端がシール基板６１側の通気性スペーサ４ａ（図３参照）に接触するように構成して、静翼２ｃとロータ２ａの間のシール性能を向上することができる。
【００３３】
図３に示すように、シールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａの間、及びシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・とシール基板６１の間のクリアランスを無くして、もしくは小さくして、静翼２ｃ（図２参照）とロータ２ａの間のシール性能を向上するために、ロータ２ａの、シールフィン６２，６２，・・・に対向する位置、及びシール基板６１の、シールフィン２ａ１，２ａ１，・・・に対向する位置に、例えばアブレイダブル材など切削性に優れた素材からなるスペーサを備える技術は、前記のように公知の技術である。
しかしながらこの技術では、例えばロータ２ａと一体に回転するスペーサとシールフィン６２，６２，・・・との摩擦による摩擦熱がロータ２ａに伝熱して、ロータ２ａが高温になる。そして、ロータ２ａの、例えば不均一な温度分布による熱曲がりなどの熱変形によって、軸振動が発生するなどの問題が発生する可能性がある。
【００３４】
また、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａの間、及びロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・とシール基板６１の間に、図示しない断熱部材からなる断熱層を備える技術も公知であるが、この技術であっても、ロータ２ａが長時間連続して回転してロータ２ａと一体に回転するスペーサとシールフィン６２，６２，・・・が長時間接触していると、例えばシールフィン６２，６２，・・・とスペーサとの摩擦熱が徐々に蓄熱されて断熱層が高温になる。そして、断熱層の熱がロータ２ａに伝熱してロータ２ａが高温になり、不均一な温度分布による熱曲がりなどの熱変形が発生する。
【００３５】
例えば、図４に示すように、ロータ２ａに取り付けられるスペーサを通気性金属からなる通気性スペーサ４（４ｂ）とすると、通気性スペーサ４（４ｂ）の内部には微量の蒸気Ｓｔが通気する。
そして、通気性スペーサ４の内部を通気する蒸気Ｓｔによって、通気性スペーサ４は蒸気Ｓｔと同等の温度に均一に保たれる。すなわち、通気性スペーサ４は、蒸気Ｓｔより高温になることがない。
【００３６】
通気性スペーサ４の通気量は、シール性能に影響がない程度の通気量であって、かつ通気性スペーサ４が、蒸気Ｓｔと同等の温度に均一に保たれる通気量とすればよい。通気性スペーサ４を形成する通気性金属の通気量は微量であり、ポアの配置密度や大きさによって決まる通気性金属の特性値であることから、シール性能に影響がなく、かつ通気性スペーサ４を蒸気Ｓｔと同等の温度に均一に保つ効果が期待できる通気量が確保できる通気性金属を使用して通気性スペーサ４を形成すればよい。
【００３７】
このように通気性スペーサ４の温度を蒸気Ｓｔと同等に均一に保つことで、ロータ２ａが長時間連続して回転し、例えばシールフィン６２，６２，・・・と、ロータ２ａと一体に回転する通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・とが長時間接触する場合であっても、通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・の温度が蒸気Ｓｔより高温にならない。したがって、ロータ２ａの温度が蒸気Ｓｔより高温になることを抑制できるという優れた効果を奏する。ロータ２ａは、蒸気Ｓｔの温度に対して耐熱性をもって設計されることから、ロータ２ａの温度が蒸気Ｓｔの温度に保たれていれば、例えば過大な熱応力や熱曲がりなどの熱変形が発生することはなく、蒸気タービン２（図１参照）の運転に支障をきたすことはない。
【００３８】
なお、図３に示すラビリンスシール装置６０においては、ロータ２ａ側、もしくはシール基板６１側のいずれか一方にのみ通気性スペーサ４，４，・・・を備える構成であってもよい。
また、図４に示すように通気性スペーサ４を通気する蒸気Ｓｔの量は、シールフィン６２とロータ２ａとの間のクリアランスから漏れ出る量に比べて微量であることから、蒸気タービン２（図１参照）のタービン効率には影響しない。
【００３９】
さらに、本実施形態に係るシール基板６１は、ロータ２ａに対して近接・離反する方向に移動可能に備わっている。
図５の（ａ）に示すように、静翼２ｃの内周側の先端には、周方向に沿ってノズルダイヤフラム内輪側７０が備わり、ノズルダイヤフラム内輪側７０の内周側の先端には、例えば周方向に６等分された６個のシール基板６１が、ロータ２ａを囲むように備わっている。
【００４０】
図５の（ｂ）に示すように、１つのシール基板６１のロータ２ａの側には、ロータ２ａの周方向に沿って立設するシールフィン６２，６２，・・・がコーキング等で固定されて備わり、ロータ２ａの外周には、シールフィン６２，６２，・・・と対向する位置に、通気性金属からなる通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・が取り付けられている。
また、図３に示すように、１つのシール基板６１には、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・に対向する位置に、周方向に沿った形状に、通気性金属からなる通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・が取り付けられている。
【００４１】
そして、本実施形態において、全てのシール基板６１は、ロータ２ａに対して近接・離反する方向、すなわち、ロータ２ａの回転半径方向に移動可能に、ノズルダイヤフラム内輪側７０に備わっている。
【００４２】
例えば、図３に示すように、ノズルダイヤフラム内輪側７０には、中空の与圧室７１が形成され、与圧室７１内には、ロータ２ａに対して近接・離反する方向に往復動するピストンヘッド６４が備わっている。ピストンヘッド６４は、例えば周方向に並んで２列に配置される複数の戻りバネ６６（付勢手段）で弾性支持され、複数の戻りバネ６６によって、ロータ２ａから離反する方向に、相当の付勢力で付勢されている。
なお、複数の戻りバネ６６の数は、適宜決定すればよい。
【００４３】
与圧室７１は、蒸気通路７２によってノズルダイヤフラム内輪側７０の外側と連通し、ノズルダイヤフラム内輪側７０の外側を流通する蒸気Ｓｔが与圧室７１に流入するように構成される。そして、蒸気Ｓｔの圧力がピストンヘッド６４に作用したとき、ピストンヘッド６４がロータ２ａと近接する方向に移動するように構成される。
【００４４】
ピストンヘッド６４にはピストン本体６５が備わっている。ピストン本体６５は、与圧室７１からロータ２ａの側に延びて、先端部がノズルダイヤフラム内輪側７０の外部に突出し、その先端部にシール基板６１が取り付けられる。
ピストン本体６５は、例えばピストンヘッド６４と一体に形成すればよい。また、ピストン本体６５にシール基板６１を取り付ける方法は限定するものではなく、例えば、図示しないスクリューでシール基板６１をピストン本体６５に固定すればよい。
そして、ピストンヘッド６４、ピストン本体６５、及びシール基板６１を含んで可動部が構成される。
【００４５】
そして、ピストンヘッド６４が、複数の戻りバネ６６の付勢力でロータ２ａから離反した位置で支持されているとき、シール基板６１はロータ２ａから離反した位置に移動した状態にあり、互いに対向するシール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・が接触しない状態（非接触状態）になって、シールフィン６２，６２，・・・と通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・の間にクリアランスが形成される。
同様に、互いに対向するロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・とシール基板６１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・が非接触状態になって、シールフィン２ａ１，２ａ１，・・・と通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・の間にクリアランスが形成される。
【００４６】
本実施形態におけるラビリンスシール装置６０は、シール基板６１に加え、与圧室７１、蒸気通路７２、ピストンヘッド６４、ピストン本体６５、及び複数の戻りバネ６６を含んで構成される。
そして、ラビリンスシール装置６０と、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・及び通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・を含んだシール構造が蒸気タービン２（図１参照）に組み込まれることになる。
【００４７】
ボイラ１０（図１参照）で発生する蒸気Ｓｔが蒸気タービン２に流入すると、蒸気Ｓｔが静翼２ｃと動翼２ｂの間を通るときに、蒸気Ｓｔの一部が蒸気通路７２を流通して与圧室７１に流入する。
与圧室７１に流入する蒸気Ｓｔの圧力がピストンヘッド６４をロータ２ａと近接する方向に移動させる力（押圧力）が、複数の戻りバネ６６の付勢力より小さければ、複数の戻りバネ６６は、ピストンヘッド６４をロータ２ａから離反した位置で支持している。
【００４８】
例えば、蒸気タービン２（図１参照）に接続される負荷が増大して、蒸気タービン２を流通する蒸気Ｓｔの圧力が高くなると、与圧室７１に流入する蒸気Ｓｔの圧力も高くなる。そして、蒸気Ｓｔの圧力が、ピストンヘッド６４をロータ２ａと近接する方向に移動させる押圧力が、複数の戻りバネ６６の付勢力以上になると、ピストンヘッド６４は蒸気Ｓｔの圧力でロータ２ａと近接する方向に移動し、ピストンヘッド６４とピストン本体６５を介して接続されるシール基板６１が、ロータ２ａと近接する方向に移動する。
【００４９】
ピストンヘッド６４が、与圧室７１内で、ロータ２ａと近接する側の停止位置まで移動したときに、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・が接触状態になるように構成すると、与圧室７１に流入する蒸気Ｓｔの圧力が高くなると、互いに対向するシールフィン６２，６２，・・・と通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・を接触状態にすることができる。そして、シールフィン６２，６２，・・・と通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・の間のクリアランスが無くなり、静翼２ｃ（図２参照）とロータ２ａの間のシール性能が向上する。
【００５０】
同様に、ピストンヘッド６４が、与圧室７１内で、ロータ２ａと近接する側の停止位置まで移動したときに、シール基板６１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・と、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・が接触状態になるように構成すると、与圧室７１に流入する蒸気Ｓｔの圧力が高くなると、互いに対向する通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・とシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・を接触状態にすることができ、静翼２ｃ（図２参照）とロータ２ａの間のシール性能が向上する。
【００５１】
このように、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・が接触状態になり、且つ、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・とシール基板６１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・が接触状態になると、ロータ２ａの回転に対する回転抵抗が増大するが、蒸気Ｓｔの圧力が高い状態であれば、シールフィン６２，６２，・・・と通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・の接触、及びシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・と通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・の接触によって増大する回転抵抗に抗してロータ２ａを回転させることができる。すなわち、シールフィン６２，６２，・・・及びシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・と通気性スペーサ４，４，・・・の接触によって増大する回転抵抗の影響を受けることなく、ロータ２ａを回転させることができる。
【００５２】
換言すると、シールフィン６２，６２，・・・と通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・の接触、及びシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・と通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・の接触によって増大する回転抵抗の影響を受けることなくロータ２ａを回転できる蒸気Ｓｔの圧力で、ピストンヘッド６４がロータ２ａと近接する方向に移動するように、複数の戻りバネ６６の付勢力を設定すればよい。
【００５３】
なお、蒸気タービン２（図１参照）内を流通する蒸気Ｓｔは、上流から下流に向って膨張して減圧することから、蒸気Ｓｔの流れの下流ほど、静翼２ｃのラビリンスシール装置６０に備わる複数の戻りバネ６６の付勢力を弱くする構成であってもよい。
【００５４】
また、シール基板６１の数は６個に限定するものではなく、７個以上のシール基板６１を周方向に沿って備えるラビリンスシール装置６０であってもよいし、５個以下のシール基板６１を周方向に沿って備えるラビリンスシール装置６０であってもよい。
【００５５】
そして、このように構成されるシール構造が組み込まれた蒸気タービン２（図１参照）は、蒸気Ｓｔの圧力が低い立ち上げ初期には、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・が非接触状態になり、且つ、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・とシール基板６１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・が非接触状態になる。
したがって、ロータ２ａの回転に対する回転抵抗が軽減して、ロータ２ａは、低い圧力の蒸気Ｓｔで効率よく回転する。
【００５６】
蒸気タービン２（図１参照）の負荷が増大して蒸気Ｓｔの圧力が高くなると、シールフィン６２，６２，・・・と通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・が接触状態になるとともに、シールフィン２ａ１，２ａ１，・・・と通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・が接触状態になって、静翼２ｃ（図２参照）とロータ２ａの間のシール性能が向上する。したがって、蒸気タービン２のタービン効率が向上する。
また、圧力が高い蒸気Ｓｔは、シールフィン６２，６２，・・・と通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・の接触、及びシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・と通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・の接触によって増大する回転抵抗の影響を受けることなくロータ２ａを効率よく回転できる。
【００５７】
すなわち、蒸気タービン２（図１参照）は、立ち上げ初期など、蒸気Ｓｔの圧力が比較的低いときは、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・が非接触状態になるとともに、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・とシール基板６１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・が非接触状態になってロータ２ａの回転に対する回転抵抗が軽減する。したがって、低い圧力の蒸気Ｓｔでロータ２ａを効率よく回転して蒸気タービン２をスムーズに立上げることができる。
【００５８】
また、蒸気タービン２（図１参照）は、負荷が増大して蒸気Ｓｔの蒸気圧が高くなったときに、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・が接触状態になるとともに、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・とシール基板６１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・が接触状態になって静翼２ｃ（図２参照）とロータ２ａの間における漏れ蒸気の量が少なくなり、タービン効率が向上する。
【００５９】
以上、ロータ２ａとラビリンスシール装置６０に複数の通気性スペーサ４を取り付ける一構成例、及び、ラビリンスシール装置６０を構成するシール基板６１が、ロータ２ａに対して近接・離反する方向に移動可能に、ノズルダイヤフラム内輪側７０に備えられる一構成例について説明したが、本発明の構成は、これに限定されるものではない。
【００６０】
例えば、ラビリンスシール装置６０には、図３に示す形状のほか、ハイロー型のラビリンスシール装置もある。そして、ハイロー型のラビリンスシール装置にも本発明を適用できる。
【００６１】
図６に示すように、ハイロー型のラビリンスシール装置６０ａは、ノズルダイヤフラム内輪側７０に、周方向に沿って立設するシールフィン６２，６２，・・・を備えたシール基板６１がロータ２ａに対して近接・離反する方向に移動可能に備えられ、ロータ２ａの外周には、周方向に沿った凸部２ａ３，２ａ３，・・・が形成されている。そして、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・は、ロータ２ａの凸部２ａ３，２ａ３，・・・とその間に形成される凹部２ａ４，２ａ４，・・・に対向して配置されている。
【００６２】
さらに、ラビリンスシール装置６０ａは、与圧室７１、蒸気通路７２、ピストンヘッド６４、ピストン本体６５、及び周方向に並んで２列に配置される複数の戻りバネ６６を含んで構成される。
【００６３】
また、図６に示すように、ロータ２ａに形成される凸部２ａ３，２ａ３，・・・、及び凹部２ａ４，２ａ４，・・・には、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・に対向して通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・が取り付けられている。
このように通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・を取り付けることで、静翼２ｃ（図２参照）とロータ２ａの間のシール性能を向上することができる。
【００６４】
そして、蒸気タービン２（図１参照）には、ラビリンスシール装置６０ａと、ロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・を含んだシール構造が組み込まれることになる。
なお、図６に示すハイロー型のラビリンスシール装置６０ａにおいては、ロータ２ａの凸部２ａ３，２ａ３，・・・、又は凹部２ａ４，２ａ４，・・・のいずれか一方に通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・を備える構成としてもよい。
【００６５】
そして、ハイロー型のラビリンスシール装置６０ａにおいても、シール基板６１を、ロータ２ａに対して近接・離反する方向に移動可能に、ノズルダイヤフラム内輪側７０に備えることができる。
この構成によって、固定部である静翼２ｃ（図２参照）に備わるシールフィン６２，６２，・・・は、回転部であるロータ２ａに対して近接・離反する方向に移動可能になる。
【００６６】
蒸気Ｓｔは、図３に示す構成と同様に、蒸気通路７２を流通して与圧室７１に流入する。蒸気Ｓｔの圧力が高く、ピストンヘッド６４をロータ２ａと近接する方向に移動させる押圧力が、複数の戻りバネ６６の付勢力以上であれば、ピストンヘッド６４がロータ２ａと近接する方向に移動し、ピストン本体６５を介してピストンヘッド６４と一体に動作するシール基板６１がロータ２ａと近接する方向に移動する。
【００６７】
ピストンヘッド６４が、与圧室７１内で、ロータ２ａと近接する側の停止位置まで移動したときに、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａの凸部２ａ３，２ａ３，・・・、及び凹部２ａ４，２ａ４，・・・に取り付けられる通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・が接触状態になるように構成すると、与圧室７１に流入する蒸気Ｓｔの圧力が高くなったときに、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・と、ロータ２ａの凸部２ａ３，２ａ３，・・・及び凹部２ａ４，２ａ４，・・・に取り付けられる通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・と、が接触状態になって、シールフィン６２，６２，・・・と通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・の間のクリアランスが無くなり、静翼２ｃ（図２参照）とロータ２ａの間のシール性能が向上する。
【００６８】
また、図７に示すように、ロータ２ａの外周に複数のシールフィン２ａ５が備わった形状のハイロー型のラビリンスシール装置６０ｂであってもよい。
この場合、シール基板６１ａには、ロータ２ａの軸方向に並んで、周方向に沿った形状の複数の凸部６１ａ１及び複数の凹部６１ａ２が形成され、複数の凸部６１ａ１及び複数の凹部６１ａ２のそれぞれには、周方向に沿った形状の通気性スペーサ４ａが取り付けられる。
【００６９】
そして、ラビリンスシール装置６０ｂは、通気性スペーサ４ａが取り付けられたシール基板６１ａ、与圧室７１、蒸気通路７２、ピストンヘッド６４、ピストン本体６５、及び、例えば周方向に並んで２列に配置される複数の戻りバネ６６を含んで構成される。
【００７０】
さらに、ロータ２ａの外周には、シール基板６１ａの凸部６１ａ１，６１ａ１，・・・及び凹部６１ａ２，６１ａ２，・・・と対向する位置に、周方向に沿って立設するシールフィン２ａ５，２ａ５，・・・が備わっている。
【００７１】
そして、蒸気タービン２（図１参照）には、ラビリンスシール装置６０ｂと、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ５を含んだシール構造が組み込まれることになる。
【００７２】
このように構成されるラビリンスシール装置６０ｂにおいても、シール基板６１ａを、ロータ２ａに対して近接・離反する方向に移動可能に、ノズルダイヤフラム内輪側７０に備えることができる。
この構成によって、固定部である静翼２ｃ（図２参照）に備わる通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・は、回転部であるロータ２ａに対して近接・離反する方向に移動可能になる。
蒸気Ｓｔは、図３に示すラビリンスシール装置６０と同様、蒸気通路７２を流通して与圧室７１に流入する。蒸気Ｓｔの圧力が高く、ピストンヘッド６４をロータ２ａと近接する方向に移動させる押圧力が、複数の戻りバネ６６の付勢力以上のとき、ピストンヘッド６４がロータ２ａと近接する方向に移動し、ピストン本体６５を介してピストンヘッド６４と一体に動作するシール基板６１ａがロータ２ａと近接する方向に移動する。
【００７３】
ピストンヘッド６４が、与圧室７１内で、ロータ２ａと近接する側の停止位置まで移動したときに、シール基板６１ａ側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・とロータ２ａ側のシールフィン２ａ５，２ａ５，・・・が接触状態になるように構成すると、与圧室７１に流入する蒸気Ｓｔの圧力が高くなったときに、シール基板６１ａ側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・とロータ２ａ側のシールフィン２ａ５，２ａ５，・・・が接触状態になって、通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・とシールフィン２ａ５，２ａ５，・・・の間のクリアランスが無くなり、静翼２ｃ（図２参照）とロータ２ａの間のシール性能が向上する。
【００７４】
このように、ハイロー型のシール基板６１ａを、ロータ２ａに対して近接・離反する方向に移動可能にノズルダイヤフラム内輪側７０に備えてラビリンスシール装置６０ｂを構成することができ、図３に示すラビリンスシール装置６０と同等の効果を奏する。
【００７５】
また、本実施形態は、ノズルダイヤフラム外輪側８０（図２参照）と動翼２ｂ（図２参照）の間に備わるラビリンスシール装置にも適用できる。
図８の（ａ）に示すように、動翼２ｂの先端には、ノズルダイヤフラム外輪側８０と動翼２ｂの間のクリアランスを小さくするためのカバー２ｇが備わり、図８の（ｂ）に示すように、カバー２ｇには複数のシールフィン２ｇ１が備わっている。
【００７６】
図８の（ａ）に示すように、カバー２ｇは、動翼２ｂの先端に、周方向に沿った環状に備わり、シールフィン２ｇ１，２ｇ１，・・・（図８の（ｂ）参照）は、カバー２ｇに、周方向に沿って立設して備わっている。
そして、ノズルダイヤフラム外輪側８０には、動翼２ｂに備わるカバー２ｇと対向するようにシール基板９１が備えられる。
【００７７】
ノズルダイヤフラム外輪側８０の動翼２ｂ側は、周方向に沿って形成され、ノズルダイヤフラム外輪側８０と動翼２ｂの間には、例えば周方向に６等分された６個のシール基板９１が、動翼２ｂを囲むように備わっている。
【００７８】
図８の（ｂ）に示すように、１つのシール基板９１の動翼２ｂ側には、周方向に沿って通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・が取り付けられ、カバー２ｇには、通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・と対向する位置に、シールフィン２ｇ１，２ｇ１，・・・が備わっている。
【００７９】
そして、本実施形態において、全てのシール基板９１は、動翼２ｂに対して近接・離反する方向、すなわち、動翼２ｂの回転半径方向に移動可能に、ノズルダイヤフラム外輪側８０に備わっている。
【００８０】
図９に示すように、シール基板９１は、例えば、ハイロー型であって、シール基板９１には、動翼２ｂの回転方向、すなわち周方向に沿った形状の複数の凸部９１ａ及び複数の凹部９１ｂが、ロータ２ａ（図２参照）の軸方向に並んで形成される。そして、複数の凸部９１ａ及び複数の凹部９１ｂのそれぞれには、周方向に沿った形状に通気性スペーサ４ａが取り付けられる。
この構成によって、固定部であるケーシング２ｄ（図２参照）に備わる通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・は、回転部である動翼２ｂに対して近接・離反する方向に移動可能になる。
【００８１】
また、動翼２ｂのカバー２ｇには、シール基板９１の凸部９１ａ，９１ａ，・・・及び凹部９１ｂ，９１ｂ，・・・と対向する位置に、シールフィン２ｇ１，２ｇ１，・・・が、周方向に沿って立設して備わっている。
【００８２】
ノズルダイヤフラム外輪側８０には、中空の与圧室８１が形成され、与圧室８１の内部には、動翼２ｂに対して近接・離反する方向に往復動するピストンヘッド９２が備わっている。ピストンヘッド９２は、例えば、周方向に並んで２列に配置される複数の戻りバネ９４（付勢手段）で弾性支持され、複数の戻りバネ９４によって、動翼２ｂから離反する方向に付勢されている。
なお、複数の戻りバネ９４の数は、適宜設定すればよい。
【００８３】
与圧室８１は、蒸気通路８２によってノズルダイヤフラム外輪側８０の外側と連通し、ノズルダイヤフラム外輪側８０の外側を流通する蒸気Ｓｔが与圧室８１に流入するように構成される。そして、蒸気Ｓｔの圧力がピストンヘッド９２に作用したとき、ピストンヘッド９２が動翼２ｂと近接する方向に移動するように構成される。
【００８４】
ピストンヘッド９２にはピストン本体９３が備わっている。ピストン本体９３は、与圧室８１から動翼２ｂの側に延びて、先端部がノズルダイヤフラム外輪側８０の外部に突出し、その先端部にシール基板９１が取り付けられる。
ピストン本体９３は、例えばピストンヘッド９２と一体に形成すればよい。また、ピストン本体９３にシール基板９１を取り付ける方法は限定するものではなく、例えば、図示しないスクリューでシール基板９１をピストン本体９３に固定すればよい。
そして、ピストンヘッド９２、ピストン本体９３、及びシール基板９１を含んで可動部が構成される。
また、シール基板９１、ピストンヘッド９２、ピストン本体９３、複数の戻りバネ９４、与圧室８１、及び、蒸気通路８２を含んでラビリンスシール装置９０が構成される。
【００８５】
そして、蒸気タービン２（図１参照）には、ラビリンスシール装置９０と、動翼２ｂ側のシールフィン２ｇ１，２ｇ１，・・・を含んだシール構造が組み込まれることになる。
【００８６】
ラビリンスシール装置９０のピストンヘッド９２が、複数の戻りバネ９４の付勢力で動翼２ｂから離反した位置で支持されているとき、シール基板９１は動翼２ｂから離反した位置に移動した状態にあり、互いに対向するシール基板９１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・と動翼２ｂのカバー２ｇ側のシールフィン２ｇ１，２ｇ１，・・・が非接触状態になって、通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・とシールフィン２ｇ１，２ｇ１，・・・の間にクリアランスが形成される。
【００８７】
ボイラ１０（図１参照）で発生した蒸気Ｓｔが蒸気タービン２（図１参照）に流入すると、蒸気Ｓｔがノズルダイヤフラム外輪側８０の外部を通るときに、蒸気Ｓｔの一部が蒸気通路８２を流通して与圧室８１に流入する。
与圧室８１に流入する蒸気Ｓｔの圧力がピストンヘッド９２を動翼２ｂと近接する方向に移動させる押圧力が、複数の戻りバネ９４の付勢力より小さければ、複数の戻りバネ９４は、ピストンヘッド９２を動翼２ｂから離反した位置で支持している。
そして、ピストンヘッド９２が、複数の戻りバネ９４の付勢力で動翼２ｂから離反した位置で支持されているとき、シール基板９１は動翼２ｂから離反した位置に移動した状態にあり、互いに対向するシール基板９１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・と動翼２ｂのカバー２ｇ側のシールフィン２ｇ１，２ｇ１，・・・が接触しない状態（非接触状態）になって、通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・とシールフィン２ｇ１，２ｇ１，・・・の間にクリアランスが形成される。
【００８８】
蒸気タービン２（図１参照）に流入する蒸気Ｓｔの圧力が高くなると、与圧室８１に流入する蒸気Ｓｔの圧力も高くなる。そして、蒸気Ｓｔの圧力がピストンヘッド９２を動翼２ｂと近接する方向に移動させる押圧力が、複数の戻りバネ９４の付勢力以上になると、ピストンヘッド９２は蒸気Ｓｔの圧力で動翼２ｂと近接する方向に移動し、ピストンヘッド９２とピストン本体９３を介して接続されるシール基板９１が、動翼２ｂと近接する方向に移動する。
【００８９】
ピストンヘッド９２が、与圧室８１内で、動翼２ｂと近接する側の停止位置まで移動したときに、シール基板９１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・と動翼２ｂのカバー２ｇ側のシールフィン２ｇ１，２ｇ１，・・・が接触状態になるように構成すると、与圧室８１に流入する蒸気Ｓｔの圧力が高くなったときに、シール基板９１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・と動翼２ｂのカバー２ｇ側のシールフィン２ｇ１，２ｇ１，・・・を接触状態にすることができる。その結果、シールフィン２ｇ１，２ｇ１，・・・と通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・の間のクリアランスが無くなり、ノズルダイヤフラム外輪側８０と動翼２ｂの間のシール性能が向上する。
【００９０】
なお、図３に示すラビリンスシール装置６０と同様に、シールフィン２ｇ１，２ｇ１，・・・と通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・の接触によって増大する回転抵抗の影響を受けることなくロータ２ａを回転できる蒸気Ｓｔの圧力でピストンヘッド９２が動翼２ｂと近接する方向に移動するように複数の戻りバネ９４の付勢力を設定すればよい。
また、蒸気タービン２（図１参照）内を流通する蒸気Ｓｔは、上流から下流に向って膨張して減圧することから、図３に示すラビリンスシール装置６０と同様に、蒸気Ｓｔの流れの下流ほど、複数の戻りバネ９４の付勢力を弱くする構成としてもよい。
【００９１】
また、シール基板９１の数は６個に限定するものではなく、７個以上のシール基板９１を周方向に沿って備えるラビリンスシール装置９０であってもよいし、５個以下のシール基板９１を周方向に沿って備えるラビリンスシール装置９０であってもよい。
【００９２】
図９に示すラビリンスシール装置９０と動翼２ｂのカバー２ｇ側のシールフィン２ｇ１，２ｇ１，・・・を含んだ蒸気タービン２（図１参照）は、立ち上げ初期など、蒸気Ｓｔの圧力が比較的低いときは、シール基板９１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・と動翼２ｂのカバー２ｇ側のシールフィン２ｇ１，２ｇ１，・・・が非接触状態になって、通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・とシールフィン２ｇ１，２ｇ１，・・・の間にクリアランスが生じ、動翼２ｂ（回転部）の回転に対する回転抵抗が軽減する。ロータ２ａは、圧力の低い蒸気Ｓｔで効率よく回転し、蒸気タービン２はスムーズに立上がる。
【００９３】
そして、蒸気タービン２（図１参照）の負荷が増大して蒸気Ｓｔの蒸気圧が高くなったとき、蒸気タービン２は、シール基板９１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・と動翼２ｂのカバー２ｇ側のシールフィン２ｇ１，２ｇ１，・・・が接触状態になって通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・とシールフィン２ｇ１，２ｇ１，・・・の間のクリアランスがなくなり、ノズルダイヤフラム外輪側８０と動翼２ｂの間のシール性能が向上する。そして、蒸気タービン２は、ノズルダイヤフラム外輪側８０と動翼２ｂの間に発生する漏れ蒸気の量が少なくなってタービン効率が向上する。
【００９４】
なお、図９に示すラビリンスシール装置９０は、シール基板９１に複数の通気性スペーサ４ａが取り付けられ、カバー２ｇに複数のシールフィン２ｇ１が備わる構成となっているが、シール基板９１に複数のシールフィンが備わり、カバー２ｇに複数の通気性スペーサが取り付けられる構成であってもよい。
【００９５】
または、シール基板９１とカバー２ｇの両方に複数のシールフィンが備わる構成であってもよい。この場合、カバー２ｇの、シール基板９１側の複数のシールフィンと対向する位置、及びシール基板９１の、カバー２ｇ側の複数のシールフィンと対向する位置に、複数の通気性スペーサを取り付ける構成とすればよい。
【００９６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記の実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜設計変更が可能である。
【００９７】
例えば、図３に示すラビリンスシール装置６０において、シール基板６１は、与圧室７１内でピストンヘッド６４を弾性支持する複数の戻りバネ６６によって、ロータ２ａから離反する方向に付勢されているが、図１０に示すように、隣接するシール基板６１のピストン本体６５を、圧縮バネ６６ａ（付勢手段）で周方向に連結する構成であってもよい。
【００９８】
圧縮バネ６６ａは、隣接するピストン本体６５の間に圧縮した状態で備わり、隣接するピストン本体６５を互いに離反する方向にピストン本体６５を付勢する。
１つのピストン本体６５は、ロータ２ａから離反した位置に移動した状態で圧縮バネ６６ａに弾性支持されることになり、シール基板６１はピストン本体６５に取り付けられることから、シール基板６１は、ロータ２ａから離反した位置で支持される。
【００９９】
そして、与圧室７１に蒸気Ｓｔ（図３参照）が流入したとき、蒸気Ｓｔの圧力がピストンヘッド６４をロータ２ａと近接する方向に移動させる押圧力が、圧縮バネ６６ａの付勢力を上回ると、ピストンヘッド６４がロータ２ａと近接する方向に移動する。そして、ピストンヘッド６４の移動に伴って、シール基板６１がロータ２ａと近接する方向に移動する。
したがって、図３に示すラビリンスシール装置６０と同様の効果を奏する。
【０１００】
また、図３に示すラビリンスシール装置６０において、ピストンヘッド６４は、蒸気タービン２（図１参照）を流通する蒸気Ｓｔの圧力によって駆動する構成であるが、例えば、図１１に示すように、高圧蒸気供給源１０２から与圧室７１に流入する、ピストンヘッド６４を駆動するための高圧の蒸気（駆動用蒸気）の圧力でピストンヘッド６４をロータ２ａと近接する方向に移動させる構成であってもよい。
【０１０１】
図１１に示すラビリンスシール装置６０ｃは、図３に示すラビリンスシール装置６０の構成に加え、弁制御装置１００、運転状態検出装置１０１、高圧蒸気供給源１０２、及び電磁弁１０３を含んで構成される。
【０１０２】
そして、蒸気タービン２（図１参照）には、ラビリンスシール装置６０ｃと、ロータ２ａ側の複数のシールフィン２ａ１及び複数の通気性スペーサ４ｂを含んだシール構造が組み込まれることになる。
【０１０３】
与圧室７１には、高圧蒸気供給源１０２が電磁弁１０３を介して接続される。さらに、電磁弁１０３の開閉を制御する弁制御装置１００が備わっている。
また、弁制御装置１００は、蒸気タービン２（図１参照）の運転状態に基づいて電磁弁１０３の開閉を制御する構成が好適であり、蒸気タービン２の運転状態を検出する運転状態検出装置１０１が備わっている。
この構成によると、弁制御装置１００は、ピストンヘッド６４、ピストン本体６５、及びシール基板６１を含んでなる可動部を、蒸気タービン２の運転状態に基づいて、ロータ２ａと近接する方向に移動させることができる。
そして、与圧室７１、弁制御装置１００、高圧蒸気供給源１０２、及び電磁弁１０３を含んで駆動装置が構成される。
【０１０４】
蒸気タービン２（図２参照）の運転状態は、例えば、ロータ２ａの回転速度によって検出することが好適であり、運転状態検出装置１０１は、ロータ２ａの回転速度を検出する回転速度検出装置になる。
回転速度検出装置である運転状態検出装置１０１は、ロータ２ａの回転速度を検出して検出信号に変換し、弁制御装置１００に入力する。
弁制御装置１００は、運転状態検出装置１０１（回転速度検出装置）から入力される検出信号に基づいてロータ２ａの回転速度を算出する。
【０１０５】
そして、弁制御装置１００は、算出したロータ２ａの回転速度が、予め設定される所定回転速度より小さい場合は電磁弁１０３を閉弁する制御信号を電磁弁１０３に送信する。
このときの所定回転速度は、蒸気タービン２（図１参照）の性能等に基づいて適宜設定すればよい。
電磁弁１０３は、弁制御装置１００から送信される制御信号に基づいて閉弁し、高圧蒸気供給源１０２からの与圧室７１への駆動用蒸気の流入を遮断する。
【０１０６】
与圧室７１に駆動用蒸気が流入しないとき、ピストンヘッド６４は、複数の戻りバネ６６の付勢力によってロータ２ａから離反する方向に移動する。
ピストンヘッド６４がロータ２ａから離反する方向に移動すると、シール基板６１がロータ２ａから離反する方向に移動し、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・が非接触状態になるとともに、シール基板６１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・とロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・が非接触状態になる。そして、ロータ２ａの回転に対する回転抵抗が軽減する。
【０１０７】
また、弁制御装置１００は、算出したロータ２ａの回転速度が、予め設定される所定回転速度以上の場合は電磁弁１０３を開弁する制御信号を電磁弁１０３に送信する。
電磁弁１０３は、弁制御装置１００から送信される制御信号に基づいて開弁し、高圧蒸気供給源１０２から与圧室７１に、駆動用蒸気が流入する。
【０１０８】
ピストンヘッド６４は、高圧蒸気供給源１０２から与圧室７１に流入する駆動用蒸気の圧力によってロータ２ａと近接する方向に移動する。
ピストンヘッド６４がロータ２ａと近接する方向に移動すると、シール基板６１がロータ２ａと近接する方向に移動し、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・が接触状態になるとともに、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・とシール基板６１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・が接触状態になる。
そして、静翼２ｃ（図２参照）とロータ２ａの間のシール性能が向上する。
【０１０９】
例えば蒸気タービン２（図１参照）の立ち上げ初期などロータ２ａの回転速度が小さい場合、弁制御装置１００は、電磁弁１０３を閉弁してシール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・を非接触状態にするとともに、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・とシール基板６１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・を非接触状態にし、ロータ２ａの回転に対する回転抵抗を軽減する。ロータ２ａは、蒸気Ｓｔによって効率よく回転し、蒸気タービン２がスムーズに立ち上がる。
【０１１０】
そして、蒸気タービン２（図１参照）が立ち上がってロータ２ａの回転速度が大きくなったとき、弁制御装置１００は、電磁弁１０３を開弁してシール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・を接触状態にするとともに、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・とシール基板６１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・を接触状態にする。
蒸気タービン２は、静翼２ｃ（図２参照）とロータ２ａの間のシール性能が向上して、タービン効率が向上する。
【０１１１】
なお、駆動用蒸気の圧力は、複数の戻りバネ６６の付勢力に抗してピストンヘッド６４をロータ２ａと近接する方向に移動させることができる圧力であることが好適である。
【０１１２】
また、蒸気タービン２の運転状態を、例えば、蒸気Ｓｔの圧力によって検出する構成であってもよい。この場合、運転状態検出装置１０１は、蒸気Ｓｔの圧力を検出する圧力検出装置になる。
圧力検出装置である運転状態検出装置１０１は、蒸気タービン２（図１参照）を流通する蒸気Ｓｔの圧力を検出して検出信号を弁制御装置１００に入力し、弁制御装置１００は蒸気Ｓｔの圧力を算出する。
【０１１３】
そして、弁制御装置１００は、蒸気Ｓｔの圧力が予め設定される所定圧力値より低い場合は電磁弁１０３を閉弁する制御信号を電磁弁１０３に送信する。
電磁弁１０３は、弁制御装置１００から送信される制御信号に基づいて閉弁し、高圧蒸気供給源１０２からの与圧室７１への駆動用蒸気の流入を遮断する。
このときの所定圧力値は、蒸気タービン２（図１参照）の性能等に基づいて適宜設定すればよい。
【０１１４】
与圧室７１に駆動用蒸気が流入しないとき、ピストンヘッド６４は、複数の戻りバネ６６の付勢力によってロータ２ａから離反する方向に移動する。
ピストンヘッド６４がロータ２ａから離反する方向に移動すると、シール基板６１がロータ２ａから離反する方向に移動し、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・が非接触状態になるとともに、シール基板６１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・とロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・が非接触状態になる。そして、ロータ２ａの回転に対する回転抵抗が軽減する。
【０１１５】
また、弁制御装置１００は、蒸気Ｓｔの圧力が予め設定される所定圧力値以上の場合は電磁弁１０３を開弁する制御信号を電磁弁１０３に送信する。
電磁弁１０３は、弁制御装置１００から送信される制御信号に基づいて開弁し、高圧蒸気供給源１０２から、与圧室７１に駆動用蒸気が流入する。
【０１１６】
ピストンヘッド６４は、高圧蒸気供給源１０２から与圧室７１に流入する駆動用蒸気の圧力によってロータ２ａと近接する方向に移動する。
ピストンヘッド６４がロータ２ａと近接する方向に移動すると、シール基板６１がロータ２ａと近接する方向に移動し、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・が接触状態になるとともに、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・とシール基板６１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・が接触状態になる。
そして、静翼２ｃ（図２参照）とロータ２ａの間のシール性能が向上する。
【０１１７】
例えば、蒸気タービン２（図１参照）の立ち上げ初期など、蒸気Ｓｔの圧力が所定圧力値より低いとき、弁制御装置１００は、電磁弁１０３を閉弁してシール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・を非接触状態にするとともに、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・とシール基板６１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・を非接触状態にして、ロータ２ａの回転に対する回転抵抗を軽減する。ロータ２ａは、圧力の低い蒸気Ｓｔによって効率よく回転し、蒸気タービン２がスムーズに立ち上がる。
【０１１８】
蒸気タービン２（図２参照）が立ち上がって蒸気Ｓｔの圧力が所定圧力値以上になったら、弁制御装置１００は、電磁弁１０３を開弁してシール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・を接触状態にするとともに、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・とシール基板６１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・を接触状態にする。
蒸気タービン２は、静翼２ｃ（図２参照）とロータ２ａの間のシール性能が向上し、タービン効率が向上する。
【０１１９】
すなわち、蒸気タービン２（図２参照）は、立ち上げ初期など、蒸気Ｓｔの圧力が所定圧力値より低いときは、静翼２ｃ（図２参照）とロータ２ａの間にクリアランスが生じてロータ２ａの回転に対する回転抵抗が軽減し、ロータ２ａが蒸気Ｓｔで効率よく回転してスムーズに立ち上がる。そして、蒸気タービン２は、蒸気Ｓｔの圧力が所定圧力値以上になると、静翼２ｃ（図２参照）とロータ２ａの間のシール性能が向上して、タービン効率が向上する。
【０１２０】
なお、図１１に示すラビリンスシール装置６０ｃは、駆動用蒸気を高圧蒸気供給源１０２から与圧室７１に流入してピストンヘッド６４をロータ２ａと近接する方向に移動させる構成としたが、例えば図示しないアクチュエータなどの駆動手段で、ピストンヘッド６４をロータ２ａと近接する方向に移動させる構成であってもよい。
また、ノズルダイヤフラム外輪側８０と動翼２ｂの間に組み込まれるシール構造（図９参照）を、図１１に示すシール構造と同じ構成にしてもよい。
【０１２１】
以上のように、本実施形態に係る蒸気タービン２（図１参照）は、図３に示すように、固定部である静翼２ｃ（図２参照）と、回転部であるロータ２ａの間に、ラビリンスシール装置６０、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・、及びロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・を含んだシール構造が組み込まれている。
そして、ラビリンスシール装置６０のシール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・が、ロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・と接触するとともに、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・がシール基板６１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・と接触するように構成した。この構成によって静翼２ｃとロータ２ａの間のシール性能を向上し、漏れ蒸気によるタービン効率の低下を抑制できるという優れた効果を奏する。
【０１２２】
さらに、通気性スペーサ４（４ａ，４ｂ）を、切削性に優れるアブレイダブル材である通気性金属で形成する構成とした。この構成によって、シールフィン６２及びシールフィン２ａ１と通気性スペーサ４が接触しても通気性スペーサ４が切削されることで、シールフィン６２及びシールフィン２ａ１の損傷を防止できるという優れた効果を奏する。
【０１２３】
また、通気性金属からなる通気性スペーサ４には、微量の蒸気Ｓｔを通気させることができ、シールフィン６２及びシールフィン２ａ１と通気性スペーサ４の接触によって発生する摩擦熱を、通気性スペーサ４を通気する蒸気Ｓｔで冷却することができる。したがって、通気性スペーサ４が蒸気Ｓｔの温度より高温になることを防止できる。
例えば、ロータ２ａが長時間回転し、シールフィン６２及びシールフィン２ａ１と通気性スペーサ４に長時間摩擦熱が発生する場合であっても、通気性スペーサ４は蒸気Ｓｔの温度より高温にならず、通気性スペーサ４が取り付けられるロータ２ａ及びシール基板６１が、蒸気Ｓｔの温度より高温になることがない。したがって、ロータ２ａ及びシール基板６１に熱変形が発生することを防止できるという優れた効果を奏する。
【０１２４】
例えば、多孔質金属からなるスペーサは切削性に優れているアブレイダブル材であって、シールフィン６２及びシールフィン２ａ１と多孔質金属からなるスペーサが接触する場合、多孔質金属からなるスペーサが切削されてシールフィン６２及びシールフィン２ａ１の損傷を防止することができる。
しかしながら、多孔質金属のポアは互いに連結していない場合があり、多孔質金属からなるスペーサは、蒸気Ｓｔを通気させることができない。したがって、シールフィン６２及びシールフィン２ａ１と多孔質金属からなるスペーサの接触によって発生する摩擦熱を、蒸気Ｓｔで冷却することができない。
本実施形態においては、通気性金属からなる通気性スペーサ４を備えることで、シールフィン６２及びシールフィン２ａ１と通気性スペーサ４の接触によって発生する摩擦熱を、通気性スペーサ４を通気する蒸気Ｓｔで冷却することができる。
【０１２５】
また、シールフィン６２，６２，・・・と通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・が備わるシール基板６１を、ロータ２ａに対して近接・離反する方向に移動可能に、ノズルダイヤフラム内輪側７０に備え、蒸気Ｓｔが低圧のときは、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・が非接触状態になり、且つ、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・とシール基板６１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・が非接触状態になる構成とした。
【０１２６】
この構成によって、例えば蒸気タービン２（図１参照）の立ち上げ初期など、蒸気Ｓｔが低圧のときはシールフィン６２，６２，・・・及びシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・と通気性スペーサ４，４，・・・が非接触状態になり、ロータ２ａの回転に対する回転抵抗を軽減できる。したがって、蒸気Ｓｔの圧力が低くてもロータ２ａを効率よく回転することができ、蒸気タービン２をスムーズに立ち上げられるという優れた効果を奏する。
また、蒸気タービン２の負荷が大きくなって蒸気Ｓｔの圧力が高くなると、シールフィン６２，６２，・・・及びシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・と通気性スペーサ４，４，・・・を接触状態にして、静翼２ｃ（図２参照）とロータ２ａの間のシール性能を向上できる。したがって、蒸気タービン２のタービン効率の低下を抑制できるという優れた効果を奏する。
【０１２７】
なお、例えば、図３に示す、ラビリンスシール装置６０、複数のシールフィン２ａ１、及び複数の通気性スペーサ４ｂを含んだシール構造は、ノズルダイヤフラム内輪側７０とロータ２ａの間に限定されず、ケーシング２ｄ（図２参照）とロータ２ａの間など、他の固定部と回転部の間に組み込むことができる。
また、固定部側のシールフィン６２，６２，・・・及び通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・が、回転部に対して近接・離反する方向に移動することなく取り付けられるラビリンスシール装置６０であっても、蒸気Ｓｔが通気性スペーサ４，４，・・・を通気することによる冷却の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【０１２８】
１ 発電プラント
２ 蒸気タービン
２ａ ロータ（回転部）
２ａ１，２ａ５，２ｇ１，６２ シールフィン（シール構造）
２ｂ 動翼（回転部）
２ｃ 静翼（固定部）
２ｄ ケーシング（固定部）
２ｇ カバー
４（４ａ，４ｂ） 通気性スペーサ（スペーサ、シール構造）
６０，６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，９０ ラビリンスシール装置（シール構造）
６１，６１ａ，９１ シール基板（可動部）
６４，９２ ピストンヘッド（可動部）
６５，９３ ピストン本体（可動部）
６６，９４ 戻りバネ（付勢手段）
６６ａ 圧縮バネ（付勢手段）
７１，８１ 与圧室（駆動装置）
７２，８２ 蒸気通路
１００ 弁制御装置（駆動装置）
１０１ 運転状態検出装置（回転速度検出装置、圧力検出装置）
１０２ 高圧蒸気供給源（駆動装置）
１０３ 電磁弁（駆動装置）
Ｓｔ 蒸気
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気タービンに備わるシール構造とその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボイラ等の蒸気発生器が発生する蒸気でタービン（蒸気タービン）を回転して発電する発電プラントの場合、蒸気タービンは蒸気の流れの上流側から、高圧タービン、中圧タービン、及び低圧タービンが備わり、低圧タービンを回転させた蒸気は、排気室を経由して復水器に導入され、復水器で凝縮されて給水となり蒸気発生器に還流する。
このような発電プラントを構成する蒸気タービンは、ケーシングの内側に固定される静翼が、ロータと一体に回転する動翼と動翼の間に配置され、動翼と静翼で段落が形成される。
【０００３】
そして、ケーシングの内部に導入された蒸気は、蒸気タービンのケーシングの内部を流れ、静翼と、ケーシングに回転自在に支持されるロータに固定される動翼との間を交互に通りながら膨張し、ロータを回転させる。そして、ロータの最も下流に備わる動翼、すなわち最終段の動翼を通過した蒸気は、ケーシングの外に排気されるように構成される。
【０００４】
このような蒸気タービンにおいては、蒸気が動翼に当たることでロータを回転することから、蒸気を効率よく使用するために、例えば静翼とロータなど、固定部と回転部の間のクリアランスからの蒸気の漏れをできるだけ少なくするように、固定部と回転部の間のシール性能を向上することが要求される。
【０００５】
このような問題に対応するため、従来、ロータなどの回転部と静翼などの固定部との間に、フィン（シールフィン）を有するラビリンスシール装置を備え、さらにフィンと対向する位置に切削性に優れる部材（アブレイダブル材）を用いたシール構造の技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示される技術によると、フィンとアブレイダブル材とが接触しても、フィンによってアブレイダブル材が切削されるため、フィンの損傷を防止できる。
【０００６】
しかしながら、シール性能向上のために、回転部と固定部の間のクリアランスが極力小さくなるようにフィンとアブレイダブル材を配置すると、フィンとアブレイダブル材の接触が多くなって回転部の回転に対する抵抗（回転抵抗）が増大するため、例えば、蒸気タービンの立ち上げ初期など、蒸気圧が比較的低い場合は、ロータが回転しにくくなり、蒸気タービンのスムーズな立ち上げが困難になるという問題が生じる。
【０００７】
さらに、例えば回転部に備わるフィンと固定部に備わるアブレイダブル材の接触によって発生する摩擦熱が回転部に伝熱して回転部が高温になり、熱膨張や熱曲りなど、回転に支障をきたすような熱変形が発生する。そして、蒸気タービンのタービン効率が低下するという問題が発生する。
そこで、回転部への伝熱を抑制するような断熱層を有するシール構造の技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
特許文献２に開示される技術によると、例えば回転部に備わるフィンと、回転部の間に断熱層を有することで、回転部と固定部の接触によって発生する摩擦熱が回転部に伝熱することを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−２２８０１３号公報
【特許文献２】特開２００７−１６７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２に開示される技術では、回転部が長時間連続して回転し、フィンとアブレイダブル材の接触が長時間に亘ると、発生する摩擦熱が断熱層に蓄熱され、さらに、断熱層に蓄熱された熱が回転部に伝熱して回転部が高温になるという問題がある。
【００１０】
また、フィンとアブレイダブル材の接触で回転抵抗が増大し、蒸気の圧力が低いときにロータがスムーズに回転せず、蒸気タービンのスムーズな立ち上げは達成できない。
フィンとアブレイダブル材の接触を防止するため、フィンとアブレイダブル材の間のクリアランスを大きくすると、回転部と固定部の間のクリアランスが大きくなることになって蒸気の漏れが大きくなるため、蒸気タービンのタービン効率の向上が望めなくなる。
【００１１】
そこで、本発明は、回転部と固定部の間のシール性能を向上できるとともに蒸気タービンのスムーズな立ち上げが可能で、回転部が長時間連続して回転しても回転部の温度上昇を抑制できるシール構造とその制御方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するため、本発明は、回転部に備わるフィンと固定部に備わるスペーサが互いに対向して、固定部に備わるフィンと回転部に備わるスペーサが互いに対向し、さらに、スペーサを通気性金属で形成するとともに、固定部に備わるフィンとスペーサが、回転部に対して近接・離反する方向に移動可能なシール構造とその制御方法とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、回転部と固定部の間のシール性能を向上できるとともに蒸気タービンのスムーズな立ち上げが可能で、回転部が長時間連続して回転しても回転部の温度上昇を抑制できるシール構造とその制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る蒸気タービンを備える発電プラントの概略系統図である。
【図２】図１の蒸気タービンの一部拡大図である。
【図３】図２のＡ１部拡大図である。
【図４】図３のＡ２部拡大図である。
【図５】（ａ）は、図２のＸ１―Ｘ１断面図、（ｂ）は、図５の（ａ）のＡ３部拡大図である。
【図６】ハイロー型のラビリンスシール装置の一構成例を示す概略図であって、シール基板にシールフィンが備わる形態を示す図である。
【図７】ハイロー型のラビリンスシール装置の一構成例を示す概略図であって、ロータにシールフィンが備わる形態を示す図である。
【図８】（ａ）は、図２のＸ２―Ｘ２断面図、（ｂ）は、図８の（ａ）のＡ４部拡大図である。
【図９】動翼の先端を示す概略図である。
【図１０】ピストン本体を周方向に連結する圧縮バネを備えるラビリンスシール装置の一構成例を示す概略図である。
【図１１】駆動用蒸気を高圧蒸気供給源から与圧室に流入してピストンヘッドを移動するラビリンスシール装置の一構成例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態について、適宜図を用いて詳細に説明する。
図１に示すように、発電プラント１は、ボイラ１０と、蒸気タービン２（高圧タービン１２、中圧タービン１４、及び低圧タービン１６）、発電機１８、復水器２０などを備えている。そして、低圧タービン１６のロータ２ａは発電機１８の駆動軸２２に連結され、低圧タービン１６の回転によって発電機１８が駆動され発電される構成である。
【００１６】
ボイラ１０は蒸気発生器であって、再熱器２４を備え、配管２６を介して高圧タービン１２の入口側に接続されている。高圧タービン１２の出口側は配管２８を介してボイラ１０の再熱器２４に接続される。再熱器２４は配管３０を介して中圧タービン１４の入口側に接続され、中圧タービン１４の出口側は配管３２を介して低圧タービン１６の入口側に接続されている。
【００１７】
配管２６と配管３０には調節弁Ｂが備わり、それぞれ、高圧タービン１２及び中圧タービン１４に流入する蒸気Ｓｔの量を制御するための制御弁として機能する。これらの調節弁Ｂは、制御装置５４によって制御され、高圧タービン１２及び中圧タービン１４に流入する蒸気Ｓｔの量が制御される。
【００１８】
ボイラ１０で発生した蒸気Ｓｔは、高圧タービン１２、中圧タービン１４を介して低圧タービン１６に流入し、低圧タービン１６に備わるロータ２ａを回転させる。ロータ２ａを回転して低圧タービン１６から排気された蒸気Ｓｔは、排気室３を介して復水器２０で凝縮されて水（給水）となった後、給水加熱器２１に送り込まれて、給水加熱器２１で加熱され、更に他の給水加熱器(図示省略)や高圧給水ポンプ（図示省略）などを経由して蒸気発生器であるボイラ１０に再度導入される。
【００１９】
図２に示すように、蒸気タービン２（例えば、図１に示す高圧タービン１２）には、ロータ２ａの外周に沿った方向に固定される複数の動翼２ｂが、軸方向に複数列配置されている。
さらに、ロータ２ａ及び複数の動翼２ｂを内包するケーシング２ｄと、ケーシング２ｄにノズルダイヤフラム外輪側８０を介して固定される複数の静翼２ｃが備わる。そして、複数の動翼２ｂと複数の静翼２ｃは、ロータ２ａの軸方向に交互に配置され、段落が形成される。
以下、ロータ２ａの外周に沿った方向を周方向と称する。すなわち、ロータ２ａは、周方向に回転する。
【００２０】
ボイラ１０（図１参照）で発生した蒸気Ｓｔは蒸気タービン２のケーシング２ｄの内部に流入すると、減圧及び膨張しながら静翼２ｃと動翼２ｂの間を交互に通るように流通し、ロータ２ａを回転させる。
そして、ロータ２ａの最も下流に備わる動翼２ｂ、すなわち最終段の動翼２ｂを通過した蒸気Ｓｔはケーシング２ｄの外部に排気されるように構成される。
【００２１】
このように構成される蒸気タービン２においては、ケーシング２ｄの内部を流通する蒸気Ｓｔで効率よくロータ２ａを回転するため、回転部であるロータ２ａ及び動翼２ｂと、固定部であるケーシング２ｄ及び静翼２ｃの間のシール性能を向上し、回転部と固定部の間のクリアランスから漏れる蒸気Ｓｔ（漏れ蒸気）の量を抑制することが要求される。
【００２２】
例えば、ロータ２ａの回転に対する回転抵抗を軽減するために、静翼２ｃの先端に備わるノズルダイヤフラム内輪側７０とロータ２ａの間にクリアランスを設ける場合があるが、このクリアランスは静翼２ｃに流入する蒸気Ｓｔの漏れ蒸気の原因となる。そして、漏れ蒸気となる蒸気Ｓｔは、ロータ２ａの回転に寄与しないことから、漏れ蒸気の量が多くなると、蒸気タービン２のタービン効率が低下することになる。したがって、蒸気タービン２のタービン効率を向上するためには、漏れ蒸気の量を少なくすることが好適である。
このため、ノズルダイヤフラム内輪側７０とロータ２ａの間に、ラビリンスシール装置６０などのシール装置を組み込んでロータ２ａと静翼２ｃの間のクリアランスを小さくする構成が一般的である。この構成によってロータ２ａと静翼２ｃの間のシール性能が向上して、漏れ蒸気の量を少なくできる。
【００２３】
図３、図４に示すように、本実施形態に係るノズルダイヤフラム内輪側７０のロータ２ａ側には、複数のシールフィン６２を備えたシール基板６１が備わっている。
シール基板６１には、ロータ２ａの軸方向に並んで周方向に形成される複数の溝６３を所定間隔で設け、この複数の溝６３のそれぞれにシールフィン６２をコーキングして固定する。
【００２４】
さらに、ロータ２ａにもロータ２ａの軸方向に並んで周方向に形成される複数の溝２ａ２を所定間隔で設け、この複数の溝２ａ２のそれぞれに、シールフィン２ａ１をコーキングして固定する。
【００２５】
そして、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・が、ロータ２ａの軸方向に交互に重なり合うように配置する。
このように、複数のシールフィン６２が備わるシール基板６１を含んでラビリンスシール装置６０が構成される。
【００２６】
従来、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａ、及びロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・とシール基板６１は非接触に構成される。この構成によって、シールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａの間、及びシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・とシール基板６１の間には微小なクリアランスが生じ、ロータ２ａの回転に対する回転抵抗が軽減される。
【００２７】
しかしながら、これらのクリアランスを通過する蒸気Ｓｔは、ロータ２ａの回転に寄与することなく漏れ蒸気となる。そして、漏れ蒸気によって蒸気漏洩損失が発生し、蒸気タービン２（図１参照）のタービン効率が低下する。
そこで、本実施形態においては、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａの間、及びロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・とシール基板６１の間に、通気性金属からなる通気性スペーサ４，４，・・・（スペーサ）が取り付けられる。
【００２８】
さらに、シールフィン６２，６２，・・・と通気性スペーサ４，４，・・・が備わるシール基板６１が、ロータ２ａに対して近接・離反する方向、すなわち、ロータ２ａの回転半径方向に移動可能に設けてある。
以下、シール基板６１側の通気性スペーサ４を４ａ、ロータ２ａ側の通気性スペーサ４を４ｂとする。
そして、この構成によって、固定部である静翼２ｃ（図２参照）に備わるシールフィン６２，６２，・・・及び通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・は、回転部であるロータ２ａに対して近接・離反する方向に移動可能になる。
【００２９】
図３に示すように、ロータ２ａには、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・に対向する位置に通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・が取り付けられている。
また、シール基板６１には、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・に対向する位置に通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・が取り付けられている。
【００３０】
この構成によって、ロータ２ａ（回転部）及びシール基板６１（固定部）の両方に、通気性金属からなる通気性スペーサ４，４，・・・が取り付けられるシール構造になる。
なお、ロータ２ａ及びシール基板６１に、通気性スペーサ４を取り付ける方法は限定されるものではなく、例えばロウ付けなどによって固定すればよい。
【００３１】
また、ロータ２ａ側の複数の通気性スペーサ４ｂのそれぞれは周方向に沿って、ロータ２ａの外周に取り付けられ、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・は、ロータ２ａが回転しても常に対向するように構成される。さらに、ロータ２ａ側の複数のシールフィン２ａ１のそれぞれは周方向に沿って備わり、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・とシール基板６１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・は、ロータ２ａが回転しても常に対向するように構成される。
【００３２】
本実施形態に係る通気性スペーサ４を形成する通気性金属は、多孔質金属の空間部（ポア）が連結した構造で、内部を気体（蒸気Ｓｔ）が通気できる金属素材である。また、通気性金属は、切削性に優れている素材（アブレイダブル材）であり、例えば、シール基板６１側のシールフィン６２の先端とロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂとが接触した状態（接触状態）でロータ２ａが回転した場合、例えば、図４に示すように通気性スペーサ４（４ｂ）は削られるがシールフィン６２は損傷しない。
したがって、シールフィン６２の先端がロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂに接触するように構成して、静翼２ｃ（図２参照）とロータ２ａの間のシール性能を向上することができる。
同様に、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１の先端がシール基板６１側の通気性スペーサ４ａ（図３参照）に接触するように構成して、静翼２ｃとロータ２ａの間のシール性能を向上することができる。
【００３３】
図３に示すように、シールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａの間、及びシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・とシール基板６１の間のクリアランスを無くして、もしくは小さくして、静翼２ｃ（図２参照）とロータ２ａの間のシール性能を向上するために、ロータ２ａの、シールフィン６２，６２，・・・に対向する位置、及びシール基板６１の、シールフィン２ａ１，２ａ１，・・・に対向する位置に、例えばアブレイダブル材など切削性に優れた素材からなるスペーサを備える技術は、前記のように公知の技術である。
しかしながらこの技術では、例えばロータ２ａと一体に回転するスペーサとシールフィン６２，６２，・・・との摩擦による摩擦熱がロータ２ａに伝熱して、ロータ２ａが高温になる。そして、ロータ２ａの、例えば不均一な温度分布による熱曲がりなどの熱変形によって、軸振動が発生するなどの問題が発生する可能性がある。
【００３４】
また、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａの間、及びロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・とシール基板６１の間に、図示しない断熱部材からなる断熱層を備える技術も公知であるが、この技術であっても、ロータ２ａが長時間連続して回転してロータ２ａと一体に回転するスペーサとシールフィン６２，６２，・・・が長時間接触していると、例えばシールフィン６２，６２，・・・とスペーサとの摩擦熱が徐々に蓄熱されて断熱層が高温になる。そして、断熱層の熱がロータ２ａに伝熱してロータ２ａが高温になり、不均一な温度分布による熱曲がりなどの熱変形が発生する。
【００３５】
例えば、図４に示すように、ロータ２ａに取り付けられるスペーサを通気性金属からなる通気性スペーサ４（４ｂ）とすると、通気性スペーサ４（４ｂ）の内部には微量の蒸気Ｓｔが通気する。
そして、通気性スペーサ４の内部を通気する蒸気Ｓｔによって、通気性スペーサ４は蒸気Ｓｔと同等の温度に均一に保たれる。すなわち、通気性スペーサ４は、蒸気Ｓｔより高温になることがない。
【００３６】
通気性スペーサ４の通気量は、シール性能に影響がない程度の通気量であって、かつ通気性スペーサ４が、蒸気Ｓｔと同等の温度に均一に保たれる通気量とすればよい。通気性スペーサ４を形成する通気性金属の通気量は微量であり、ポアの配置密度や大きさによって決まる通気性金属の特性値であることから、シール性能に影響がなく、かつ通気性スペーサ４を蒸気Ｓｔと同等の温度に均一に保つ効果が期待できる通気量が確保できる通気性金属を使用して通気性スペーサ４を形成すればよい。
【００３７】
このように通気性スペーサ４の温度を蒸気Ｓｔと同等に均一に保つことで、ロータ２ａが長時間連続して回転し、例えばシールフィン６２，６２，・・・と、ロータ２ａと一体に回転する通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・とが長時間接触する場合であっても、通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・の温度が蒸気Ｓｔより高温にならない。したがって、ロータ２ａの温度が蒸気Ｓｔより高温になることを抑制できるという優れた効果を奏する。ロータ２ａは、蒸気Ｓｔの温度に対して耐熱性をもって設計されることから、ロータ２ａの温度が蒸気Ｓｔの温度に保たれていれば、例えば過大な熱応力や熱曲がりなどの熱変形が発生することはなく、蒸気タービン２（図１参照）の運転に支障をきたすことはない。
【００３８】
なお、図３に示すラビリンスシール装置６０においては、ロータ２ａ側、もしくはシール基板６１側のいずれか一方にのみ通気性スペーサ４，４，・・・を備える構成であってもよい。
また、図４に示すように通気性スペーサ４を通気する蒸気Ｓｔの量は、シールフィン６２とロータ２ａとの間のクリアランスから漏れ出る量に比べて微量であることから、蒸気タービン２（図１参照）のタービン効率には影響しない。
【００３９】
さらに、本実施形態に係るシール基板６１は、ロータ２ａに対して近接・離反する方向に移動可能に備わっている。
図５の（ａ）に示すように、静翼２ｃの内周側の先端には、周方向に沿ってノズルダイヤフラム内輪側７０が備わり、ノズルダイヤフラム内輪側７０の内周側の先端には、例えば周方向に６等分された６個のシール基板６１が、ロータ２ａを囲むように備わっている。
【００４０】
図５の（ｂ）に示すように、１つのシール基板６１のロータ２ａの側には、ロータ２ａの周方向に沿って立設するシールフィン６２，６２，・・・がコーキング等で固定されて備わり、ロータ２ａの外周には、シールフィン６２，６２，・・・と対向する位置に、通気性金属からなる通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・が取り付けられている。
また、図３に示すように、１つのシール基板６１には、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・に対向する位置に、周方向に沿った形状に、通気性金属からなる通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・が取り付けられている。
【００４１】
そして、本実施形態において、全てのシール基板６１は、ロータ２ａに対して近接・離反する方向、すなわち、ロータ２ａの回転半径方向に移動可能に、ノズルダイヤフラム内輪側７０に備わっている。
【００４２】
例えば、図３に示すように、ノズルダイヤフラム内輪側７０には、中空の与圧室７１が形成され、与圧室７１内には、ロータ２ａに対して近接・離反する方向に往復動するピストンヘッド６４が備わっている。ピストンヘッド６４は、例えば周方向に並んで２列に配置される複数の戻りバネ６６（付勢手段）で弾性支持され、複数の戻りバネ６６によって、ロータ２ａから離反する方向に、相当の付勢力で付勢されている。
なお、複数の戻りバネ６６の数は、適宜決定すればよい。
【００４３】
与圧室７１は、蒸気通路７２によってノズルダイヤフラム内輪側７０の外側と連通し、ノズルダイヤフラム内輪側７０の外側を流通する蒸気Ｓｔが与圧室７１に流入するように構成される。そして、蒸気Ｓｔの圧力がピストンヘッド６４に作用したとき、ピストンヘッド６４がロータ２ａと近接する方向に移動するように構成される。
【００４４】
ピストンヘッド６４にはピストン本体６５が備わっている。ピストン本体６５は、与圧室７１からロータ２ａの側に延びて、先端部がノズルダイヤフラム内輪側７０の外部に突出し、その先端部にシール基板６１が取り付けられる。
ピストン本体６５は、例えばピストンヘッド６４と一体に形成すればよい。また、ピストン本体６５にシール基板６１を取り付ける方法は限定するものではなく、例えば、図示しないスクリューでシール基板６１をピストン本体６５に固定すればよい。
そして、ピストンヘッド６４、ピストン本体６５、及びシール基板６１を含んで可動部が構成される。
【００４５】
そして、ピストンヘッド６４が、複数の戻りバネ６６の付勢力でロータ２ａから離反した位置で支持されているとき、シール基板６１はロータ２ａから離反した位置に移動した状態にあり、互いに対向するシール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・が接触しない状態（非接触状態）になって、シールフィン６２，６２，・・・と通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・の間にクリアランスが形成される。
同様に、互いに対向するロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・とシール基板６１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・が非接触状態になって、シールフィン２ａ１，２ａ１，・・・と通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・の間にクリアランスが形成される。
【００４６】
本実施形態におけるラビリンスシール装置６０は、シール基板６１に加え、与圧室７１、蒸気通路７２、ピストンヘッド６４、ピストン本体６５、及び複数の戻りバネ６６を含んで構成される。
そして、ラビリンスシール装置６０と、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・及び通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・を含んだシール構造が蒸気タービン２（図１参照）に組み込まれることになる。
【００４７】
ボイラ１０（図１参照）で発生する蒸気Ｓｔが蒸気タービン２に流入すると、蒸気Ｓｔが静翼２ｃと動翼２ｂの間を通るときに、蒸気Ｓｔの一部が蒸気通路７２を流通して与圧室７１に流入する。
与圧室７１に流入する蒸気Ｓｔの圧力がピストンヘッド６４をロータ２ａと近接する方向に移動させる力（押圧力）が、複数の戻りバネ６６の付勢力より小さければ、複数の戻りバネ６６は、ピストンヘッド６４をロータ２ａから離反した位置で支持している。
【００４８】
例えば、蒸気タービン２（図１参照）に接続される負荷が増大して、蒸気タービン２を流通する蒸気Ｓｔの圧力が高くなると、与圧室７１に流入する蒸気Ｓｔの圧力も高くなる。そして、蒸気Ｓｔの圧力が、ピストンヘッド６４をロータ２ａと近接する方向に移動させる押圧力が、複数の戻りバネ６６の付勢力以上になると、ピストンヘッド６４は蒸気Ｓｔの圧力でロータ２ａと近接する方向に移動し、ピストンヘッド６４とピストン本体６５を介して接続されるシール基板６１が、ロータ２ａと近接する方向に移動する。
【００４９】
ピストンヘッド６４が、与圧室７１内で、ロータ２ａと近接する側の停止位置まで移動したときに、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・が接触状態になるように構成すると、与圧室７１に流入する蒸気Ｓｔの圧力が高くなると、互いに対向するシールフィン６２，６２，・・・と通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・を接触状態にすることができる。そして、シールフィン６２，６２，・・・と通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・の間のクリアランスが無くなり、静翼２ｃ（図２参照）とロータ２ａの間のシール性能が向上する。
【００５０】
同様に、ピストンヘッド６４が、与圧室７１内で、ロータ２ａと近接する側の停止位置まで移動したときに、シール基板６１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・と、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・が接触状態になるように構成すると、与圧室７１に流入する蒸気Ｓｔの圧力が高くなると、互いに対向する通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・とシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・を接触状態にすることができ、静翼２ｃ（図２参照）とロータ２ａの間のシール性能が向上する。
【００５１】
このように、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・が接触状態になり、且つ、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・とシール基板６１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・が接触状態になると、ロータ２ａの回転に対する回転抵抗が増大するが、蒸気Ｓｔの圧力が高い状態であれば、シールフィン６２，６２，・・・と通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・の接触、及びシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・と通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・の接触によって増大する回転抵抗に抗してロータ２ａを回転させることができる。すなわち、シールフィン６２，６２，・・・及びシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・と通気性スペーサ４，４，・・・の接触によって増大する回転抵抗の影響を受けることなく、ロータ２ａを回転させることができる。
【００５２】
換言すると、シールフィン６２，６２，・・・と通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・の接触、及びシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・と通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・の接触によって増大する回転抵抗の影響を受けることなくロータ２ａを回転できる蒸気Ｓｔの圧力で、ピストンヘッド６４がロータ２ａと近接する方向に移動するように、複数の戻りバネ６６の付勢力を設定すればよい。
【００５３】
なお、蒸気タービン２（図１参照）内を流通する蒸気Ｓｔは、上流から下流に向って膨張して減圧することから、蒸気Ｓｔの流れの下流ほど、静翼２ｃのラビリンスシール装置６０に備わる複数の戻りバネ６６の付勢力を弱くする構成であってもよい。
【００５４】
また、シール基板６１の数は６個に限定するものではなく、７個以上のシール基板６１を周方向に沿って備えるラビリンスシール装置６０であってもよいし、５個以下のシール基板６１を周方向に沿って備えるラビリンスシール装置６０であってもよい。
【００５５】
そして、このように構成されるシール構造が組み込まれた蒸気タービン２（図１参照）は、蒸気Ｓｔの圧力が低い立ち上げ初期には、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・が非接触状態になり、且つ、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・とシール基板６１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・が非接触状態になる。
したがって、ロータ２ａの回転に対する回転抵抗が軽減して、ロータ２ａは、低い圧力の蒸気Ｓｔで効率よく回転する。
【００５６】
蒸気タービン２（図１参照）の負荷が増大して蒸気Ｓｔの圧力が高くなると、シールフィン６２，６２，・・・と通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・が接触状態になるとともに、シールフィン２ａ１，２ａ１，・・・と通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・が接触状態になって、静翼２ｃ（図２参照）とロータ２ａの間のシール性能が向上する。したがって、蒸気タービン２のタービン効率が向上する。
また、圧力が高い蒸気Ｓｔは、シールフィン６２，６２，・・・と通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・の接触、及びシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・と通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・の接触によって増大する回転抵抗の影響を受けることなくロータ２ａを効率よく回転できる。
【００５７】
すなわち、蒸気タービン２（図１参照）は、立ち上げ初期など、蒸気Ｓｔの圧力が比較的低いときは、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・が非接触状態になるとともに、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・とシール基板６１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・が非接触状態になってロータ２ａの回転に対する回転抵抗が軽減する。したがって、低い圧力の蒸気Ｓｔでロータ２ａを効率よく回転して蒸気タービン２をスムーズに立上げることができる。
【００５８】
また、蒸気タービン２（図１参照）は、負荷が増大して蒸気Ｓｔの蒸気圧が高くなったときに、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・が接触状態になるとともに、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・とシール基板６１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・が接触状態になって静翼２ｃ（図２参照）とロータ２ａの間における漏れ蒸気の量が少なくなり、タービン効率が向上する。
【００５９】
以上、ロータ２ａとラビリンスシール装置６０に複数の通気性スペーサ４を取り付ける一構成例、及び、ラビリンスシール装置６０を構成するシール基板６１が、ロータ２ａに対して近接・離反する方向に移動可能に、ノズルダイヤフラム内輪側７０に備えられる一構成例について説明したが、本発明の構成は、これに限定されるものではない。
【００６０】
例えば、ラビリンスシール装置６０には、図３に示す形状のほか、ハイロー型のラビリンスシール装置もある。そして、ハイロー型のラビリンスシール装置にも本発明を適用できる。
【００６１】
図６に示すように、ハイロー型のラビリンスシール装置６０ａは、ノズルダイヤフラム内輪側７０に、周方向に沿って立設するシールフィン６２，６２，・・・を備えたシール基板６１がロータ２ａに対して近接・離反する方向に移動可能に備えられ、ロータ２ａの外周には、周方向に沿った凸部２ａ３，２ａ３，・・・が形成されている。そして、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・は、ロータ２ａの凸部２ａ３，２ａ３，・・・とその間に形成される凹部２ａ４，２ａ４，・・・に対向して配置されている。
【００６２】
さらに、ラビリンスシール装置６０ａは、与圧室７１、蒸気通路７２、ピストンヘッド６４、ピストン本体６５、及び周方向に並んで２列に配置される複数の戻りバネ６６を含んで構成される。
【００６３】
また、図６に示すように、ロータ２ａに形成される凸部２ａ３，２ａ３，・・・、及び凹部２ａ４，２ａ４，・・・には、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・に対向して通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・が取り付けられている。
このように通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・を取り付けることで、静翼２ｃ（図２参照）とロータ２ａの間のシール性能を向上することができる。
【００６４】
そして、蒸気タービン２（図１参照）には、ラビリンスシール装置６０ａと、ロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・を含んだシール構造が組み込まれることになる。
なお、図６に示すハイロー型のラビリンスシール装置６０ａにおいては、ロータ２ａの凸部２ａ３，２ａ３，・・・、又は凹部２ａ４，２ａ４，・・・のいずれか一方に通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・を備える構成としてもよい。
【００６５】
そして、ハイロー型のラビリンスシール装置６０ａにおいても、シール基板６１を、ロータ２ａに対して近接・離反する方向に移動可能に、ノズルダイヤフラム内輪側７０に備えることができる。
この構成によって、固定部である静翼２ｃ（図２参照）に備わるシールフィン６２，６２，・・・は、回転部であるロータ２ａに対して近接・離反する方向に移動可能になる。
【００６６】
蒸気Ｓｔは、図３に示す構成と同様に、蒸気通路７２を流通して与圧室７１に流入する。蒸気Ｓｔの圧力が高く、ピストンヘッド６４をロータ２ａと近接する方向に移動させる押圧力が、複数の戻りバネ６６の付勢力以上であれば、ピストンヘッド６４がロータ２ａと近接する方向に移動し、ピストン本体６５を介してピストンヘッド６４と一体に動作するシール基板６１がロータ２ａと近接する方向に移動する。
【００６７】
ピストンヘッド６４が、与圧室７１内で、ロータ２ａと近接する側の停止位置まで移動したときに、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａの凸部２ａ３，２ａ３，・・・、及び凹部２ａ４，２ａ４，・・・に取り付けられる通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・が接触状態になるように構成すると、与圧室７１に流入する蒸気Ｓｔの圧力が高くなったときに、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・と、ロータ２ａの凸部２ａ３，２ａ３，・・・及び凹部２ａ４，２ａ４，・・・に取り付けられる通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・と、が接触状態になって、シールフィン６２，６２，・・・と通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・の間のクリアランスが無くなり、静翼２ｃ（図２参照）とロータ２ａの間のシール性能が向上する。
【００６８】
また、図７に示すように、ロータ２ａの外周に複数のシールフィン２ａ５が備わった形状のハイロー型のラビリンスシール装置６０ｂであってもよい。
この場合、シール基板６１ａには、ロータ２ａの軸方向に並んで、周方向に沿った形状の複数の凸部６１ａ１及び複数の凹部６１ａ２が形成され、複数の凸部６１ａ１及び複数の凹部６１ａ２のそれぞれには、周方向に沿った形状の通気性スペーサ４ａが取り付けられる。
【００６９】
そして、ラビリンスシール装置６０ｂは、通気性スペーサ４ａが取り付けられたシール基板６１ａ、与圧室７１、蒸気通路７２、ピストンヘッド６４、ピストン本体６５、及び、例えば周方向に並んで２列に配置される複数の戻りバネ６６を含んで構成される。
【００７０】
さらに、ロータ２ａの外周には、シール基板６１ａの凸部６１ａ１，６１ａ１，・・・及び凹部６１ａ２，６１ａ２，・・・と対向する位置に、周方向に沿って立設するシールフィン２ａ５，２ａ５，・・・が備わっている。
【００７１】
そして、蒸気タービン２（図１参照）には、ラビリンスシール装置６０ｂと、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ５を含んだシール構造が組み込まれることになる。
【００７２】
このように構成されるラビリンスシール装置６０ｂにおいても、シール基板６１ａを、ロータ２ａに対して近接・離反する方向に移動可能に、ノズルダイヤフラム内輪側７０に備えることができる。
この構成によって、固定部である静翼２ｃ（図２参照）に備わる通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・は、回転部であるロータ２ａに対して近接・離反する方向に移動可能になる。
蒸気Ｓｔは、図３に示すラビリンスシール装置６０と同様、蒸気通路７２を流通して与圧室７１に流入する。蒸気Ｓｔの圧力が高く、ピストンヘッド６４をロータ２ａと近接する方向に移動させる押圧力が、複数の戻りバネ６６の付勢力以上のとき、ピストンヘッド６４がロータ２ａと近接する方向に移動し、ピストン本体６５を介してピストンヘッド６４と一体に動作するシール基板６１ａがロータ２ａと近接する方向に移動する。
【００７３】
ピストンヘッド６４が、与圧室７１内で、ロータ２ａと近接する側の停止位置まで移動したときに、シール基板６１ａ側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・とロータ２ａ側のシールフィン２ａ５，２ａ５，・・・が接触状態になるように構成すると、与圧室７１に流入する蒸気Ｓｔの圧力が高くなったときに、シール基板６１ａ側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・とロータ２ａ側のシールフィン２ａ５，２ａ５，・・・が接触状態になって、通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・とシールフィン２ａ５，２ａ５，・・・の間のクリアランスが無くなり、静翼２ｃ（図２参照）とロータ２ａの間のシール性能が向上する。
【００７４】
このように、ハイロー型のシール基板６１ａを、ロータ２ａに対して近接・離反する方向に移動可能にノズルダイヤフラム内輪側７０に備えてラビリンスシール装置６０ｂを構成することができ、図３に示すラビリンスシール装置６０と同等の効果を奏する。
【００７５】
また、本実施形態は、ノズルダイヤフラム外輪側８０（図２参照）と動翼２ｂ（図２参照）の間に備わるラビリンスシール装置にも適用できる。
図８の（ａ）に示すように、動翼２ｂの先端には、ノズルダイヤフラム外輪側８０と動翼２ｂの間のクリアランスを小さくするためのカバー２ｇが備わり、図８の（ｂ）に示すように、カバー２ｇには複数のシールフィン２ｇ１が備わっている。
【００７６】
図８の（ａ）に示すように、カバー２ｇは、動翼２ｂの先端に、周方向に沿った環状に備わり、シールフィン２ｇ１，２ｇ１，・・・（図８の（ｂ）参照）は、カバー２ｇに、周方向に沿って立設して備わっている。
そして、ノズルダイヤフラム外輪側８０には、動翼２ｂに備わるカバー２ｇと対向するようにシール基板９１が備えられる。
【００７７】
ノズルダイヤフラム外輪側８０の動翼２ｂ側は、周方向に沿って形成され、ノズルダイヤフラム外輪側８０と動翼２ｂの間には、例えば周方向に６等分された６個のシール基板９１が、動翼２ｂを囲むように備わっている。
【００７８】
図８の（ｂ）に示すように、１つのシール基板９１の動翼２ｂ側には、周方向に沿って通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・が取り付けられ、カバー２ｇには、通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・と対向する位置に、シールフィン２ｇ１，２ｇ１，・・・が備わっている。
【００７９】
そして、本実施形態において、全てのシール基板９１は、動翼２ｂに対して近接・離反する方向、すなわち、動翼２ｂの回転半径方向に移動可能に、ノズルダイヤフラム外輪側８０に備わっている。
【００８０】
図９に示すように、シール基板９１は、例えば、ハイロー型であって、シール基板９１には、動翼２ｂの回転方向、すなわち周方向に沿った形状の複数の凸部９１ａ及び複数の凹部９１ｂが、ロータ２ａ（図２参照）の軸方向に並んで形成される。そして、複数の凸部９１ａ及び複数の凹部９１ｂのそれぞれには、周方向に沿った形状に通気性スペーサ４ａが取り付けられる。
この構成によって、固定部であるケーシング２ｄ（図２参照）に備わる通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・は、回転部である動翼２ｂに対して近接・離反する方向に移動可能になる。
【００８１】
また、動翼２ｂのカバー２ｇには、シール基板９１の凸部９１ａ，９１ａ，・・・及び凹部９１ｂ，９１ｂ，・・・と対向する位置に、シールフィン２ｇ１，２ｇ１，・・・が、周方向に沿って立設して備わっている。
【００８２】
ノズルダイヤフラム外輪側８０には、中空の与圧室８１が形成され、与圧室８１の内部には、動翼２ｂに対して近接・離反する方向に往復動するピストンヘッド９２が備わっている。ピストンヘッド９２は、例えば、周方向に並んで２列に配置される複数の戻りバネ９４（付勢手段）で弾性支持され、複数の戻りバネ９４によって、動翼２ｂから離反する方向に付勢されている。
なお、複数の戻りバネ９４の数は、適宜設定すればよい。
【００８３】
与圧室８１は、蒸気通路８２によってノズルダイヤフラム外輪側８０の外側と連通し、ノズルダイヤフラム外輪側８０の外側を流通する蒸気Ｓｔが与圧室８１に流入するように構成される。そして、蒸気Ｓｔの圧力がピストンヘッド９２に作用したとき、ピストンヘッド９２が動翼２ｂと近接する方向に移動するように構成される。
【００８４】
ピストンヘッド９２にはピストン本体９３が備わっている。ピストン本体９３は、与圧室８１から動翼２ｂの側に延びて、先端部がノズルダイヤフラム外輪側８０の外部に突出し、その先端部にシール基板９１が取り付けられる。
ピストン本体９３は、例えばピストンヘッド９２と一体に形成すればよい。また、ピストン本体９３にシール基板９１を取り付ける方法は限定するものではなく、例えば、図示しないスクリューでシール基板９１をピストン本体９３に固定すればよい。
そして、ピストンヘッド９２、ピストン本体９３、及びシール基板９１を含んで可動部が構成される。
また、シール基板９１、ピストンヘッド９２、ピストン本体９３、複数の戻りバネ９４、与圧室８１、及び、蒸気通路８２を含んでラビリンスシール装置９０が構成される。
【００８５】
そして、蒸気タービン２（図１参照）には、ラビリンスシール装置９０と、動翼２ｂ側のシールフィン２ｇ１，２ｇ１，・・・を含んだシール構造が組み込まれることになる。
【００８６】
ラビリンスシール装置９０のピストンヘッド９２が、複数の戻りバネ９４の付勢力で動翼２ｂから離反した位置で支持されているとき、シール基板９１は動翼２ｂから離反した位置に移動した状態にあり、互いに対向するシール基板９１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・と動翼２ｂのカバー２ｇ側のシールフィン２ｇ１，２ｇ１，・・・が非接触状態になって、通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・とシールフィン２ｇ１，２ｇ１，・・・の間にクリアランスが形成される。
【００８７】
ボイラ１０（図１参照）で発生した蒸気Ｓｔが蒸気タービン２（図１参照）に流入すると、蒸気Ｓｔがノズルダイヤフラム外輪側８０の外部を通るときに、蒸気Ｓｔの一部が蒸気通路８２を流通して与圧室８１に流入する。
与圧室８１に流入する蒸気Ｓｔの圧力がピストンヘッド９２を動翼２ｂと近接する方向に移動させる押圧力が、複数の戻りバネ９４の付勢力より小さければ、複数の戻りバネ９４は、ピストンヘッド９２を動翼２ｂから離反した位置で支持している。
そして、ピストンヘッド９２が、複数の戻りバネ９４の付勢力で動翼２ｂから離反した位置で支持されているとき、シール基板９１は動翼２ｂから離反した位置に移動した状態にあり、互いに対向するシール基板９１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・と動翼２ｂのカバー２ｇ側のシールフィン２ｇ１，２ｇ１，・・・が接触しない状態（非接触状態）になって、通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・とシールフィン２ｇ１，２ｇ１，・・・の間にクリアランスが形成される。
【００８８】
蒸気タービン２（図１参照）に流入する蒸気Ｓｔの圧力が高くなると、与圧室８１に流入する蒸気Ｓｔの圧力も高くなる。そして、蒸気Ｓｔの圧力がピストンヘッド９２を動翼２ｂと近接する方向に移動させる押圧力が、複数の戻りバネ９４の付勢力以上になると、ピストンヘッド９２は蒸気Ｓｔの圧力で動翼２ｂと近接する方向に移動し、ピストンヘッド９２とピストン本体９３を介して接続されるシール基板９１が、動翼２ｂと近接する方向に移動する。
【００８９】
ピストンヘッド９２が、与圧室８１内で、動翼２ｂと近接する側の停止位置まで移動したときに、シール基板９１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・と動翼２ｂのカバー２ｇ側のシールフィン２ｇ１，２ｇ１，・・・が接触状態になるように構成すると、与圧室８１に流入する蒸気Ｓｔの圧力が高くなったときに、シール基板９１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・と動翼２ｂのカバー２ｇ側のシールフィン２ｇ１，２ｇ１，・・・を接触状態にすることができる。その結果、シールフィン２ｇ１，２ｇ１，・・・と通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・の間のクリアランスが無くなり、ノズルダイヤフラム外輪側８０と動翼２ｂの間のシール性能が向上する。
【００９０】
なお、図３に示すラビリンスシール装置６０と同様に、シールフィン２ｇ１，２ｇ１，・・・と通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・の接触によって増大する回転抵抗の影響を受けることなくロータ２ａを回転できる蒸気Ｓｔの圧力でピストンヘッド９２が動翼２ｂと近接する方向に移動するように複数の戻りバネ９４の付勢力を設定すればよい。
また、蒸気タービン２（図１参照）内を流通する蒸気Ｓｔは、上流から下流に向って膨張して減圧することから、図３に示すラビリンスシール装置６０と同様に、蒸気Ｓｔの流れの下流ほど、複数の戻りバネ９４の付勢力を弱くする構成としてもよい。
【００９１】
また、シール基板９１の数は６個に限定するものではなく、７個以上のシール基板９１を周方向に沿って備えるラビリンスシール装置９０であってもよいし、５個以下のシール基板９１を周方向に沿って備えるラビリンスシール装置９０であってもよい。
【００９２】
図９に示すラビリンスシール装置９０と動翼２ｂのカバー２ｇ側のシールフィン２ｇ１，２ｇ１，・・・を含んだ蒸気タービン２（図１参照）は、立ち上げ初期など、蒸気Ｓｔの圧力が比較的低いときは、シール基板９１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・と動翼２ｂのカバー２ｇ側のシールフィン２ｇ１，２ｇ１，・・・が非接触状態になって、通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・とシールフィン２ｇ１，２ｇ１，・・・の間にクリアランスが生じ、動翼２ｂ（回転部）の回転に対する回転抵抗が軽減する。ロータ２ａは、圧力の低い蒸気Ｓｔで効率よく回転し、蒸気タービン２はスムーズに立上がる。
【００９３】
そして、蒸気タービン２（図１参照）の負荷が増大して蒸気Ｓｔの蒸気圧が高くなったとき、蒸気タービン２は、シール基板９１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・と動翼２ｂのカバー２ｇ側のシールフィン２ｇ１，２ｇ１，・・・が接触状態になって通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・とシールフィン２ｇ１，２ｇ１，・・・の間のクリアランスがなくなり、ノズルダイヤフラム外輪側８０と動翼２ｂの間のシール性能が向上する。そして、蒸気タービン２は、ノズルダイヤフラム外輪側８０と動翼２ｂの間に発生する漏れ蒸気の量が少なくなってタービン効率が向上する。
【００９４】
なお、図９に示すラビリンスシール装置９０は、シール基板９１に複数の通気性スペーサ４ａが取り付けられ、カバー２ｇに複数のシールフィン２ｇ１が備わる構成となっているが、シール基板９１に複数のシールフィンが備わり、カバー２ｇに複数の通気性スペーサが取り付けられる構成であってもよい。
【００９５】
または、シール基板９１とカバー２ｇの両方に複数のシールフィンが備わる構成であってもよい。この場合、カバー２ｇの、シール基板９１側の複数のシールフィンと対向する位置、及びシール基板９１の、カバー２ｇ側の複数のシールフィンと対向する位置に、複数の通気性スペーサを取り付ける構成とすればよい。
【００９６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記の実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜設計変更が可能である。
【００９７】
例えば、図３に示すラビリンスシール装置６０において、シール基板６１は、与圧室７１内でピストンヘッド６４を弾性支持する複数の戻りバネ６６によって、ロータ２ａから離反する方向に付勢されているが、図１０に示すように、隣接するシール基板６１のピストン本体６５を、圧縮バネ６６ａ（付勢手段）で周方向に連結する構成であってもよい。
【００９８】
圧縮バネ６６ａは、隣接するピストン本体６５の間に圧縮した状態で備わり、隣接するピストン本体６５を互いに離反する方向にピストン本体６５を付勢する。
１つのピストン本体６５は、ロータ２ａから離反した位置に移動した状態で圧縮バネ６６ａに弾性支持されることになり、シール基板６１はピストン本体６５に取り付けられることから、シール基板６１は、ロータ２ａから離反した位置で支持される。
【００９９】
そして、与圧室７１に蒸気Ｓｔ（図３参照）が流入したとき、蒸気Ｓｔの圧力がピストンヘッド６４をロータ２ａと近接する方向に移動させる押圧力が、圧縮バネ６６ａの付勢力を上回ると、ピストンヘッド６４がロータ２ａと近接する方向に移動する。そして、ピストンヘッド６４の移動に伴って、シール基板６１がロータ２ａと近接する方向に移動する。
したがって、図３に示すラビリンスシール装置６０と同様の効果を奏する。
【０１００】
また、図３に示すラビリンスシール装置６０において、ピストンヘッド６４は、蒸気タービン２（図１参照）を流通する蒸気Ｓｔの圧力によって駆動する構成であるが、例えば、図１１に示すように、高圧蒸気供給源１０２から与圧室７１に流入する、ピストンヘッド６４を駆動するための高圧の蒸気（駆動用蒸気）の圧力でピストンヘッド６４をロータ２ａと近接する方向に移動させる構成であってもよい。
【０１０１】
図１１に示すラビリンスシール装置６０ｃは、図３に示すラビリンスシール装置６０の構成に加え、弁制御装置１００、運転状態検出装置１０１、高圧蒸気供給源１０２、及び電磁弁１０３を含んで構成される。
【０１０２】
そして、蒸気タービン２（図１参照）には、ラビリンスシール装置６０ｃと、ロータ２ａ側の複数のシールフィン２ａ１及び複数の通気性スペーサ４ｂを含んだシール構造が組み込まれることになる。
【０１０３】
与圧室７１には、高圧蒸気供給源１０２が電磁弁１０３を介して接続される。さらに、電磁弁１０３の開閉を制御する弁制御装置１００が備わっている。
また、弁制御装置１００は、蒸気タービン２（図１参照）の運転状態に基づいて電磁弁１０３の開閉を制御する構成が好適であり、蒸気タービン２の運転状態を検出する運転状態検出装置１０１が備わっている。
この構成によると、弁制御装置１００は、ピストンヘッド６４、ピストン本体６５、及びシール基板６１を含んでなる可動部を、蒸気タービン２の運転状態に基づいて、ロータ２ａと近接する方向に移動させることができる。
そして、与圧室７１、弁制御装置１００、高圧蒸気供給源１０２、及び電磁弁１０３を含んで駆動装置が構成される。
【０１０４】
蒸気タービン２（図２参照）の運転状態は、例えば、ロータ２ａの回転速度によって検出することが好適であり、運転状態検出装置１０１は、ロータ２ａの回転速度を検出する回転速度検出装置になる。
回転速度検出装置である運転状態検出装置１０１は、ロータ２ａの回転速度を検出して検出信号に変換し、弁制御装置１００に入力する。
弁制御装置１００は、運転状態検出装置１０１（回転速度検出装置）から入力される検出信号に基づいてロータ２ａの回転速度を算出する。
【０１０５】
そして、弁制御装置１００は、算出したロータ２ａの回転速度が、予め設定される所定回転速度より小さい場合は電磁弁１０３を閉弁する制御信号を電磁弁１０３に送信する。
このときの所定回転速度は、蒸気タービン２（図１参照）の性能等に基づいて適宜設定すればよい。
電磁弁１０３は、弁制御装置１００から送信される制御信号に基づいて閉弁し、高圧蒸気供給源１０２からの与圧室７１への駆動用蒸気の流入を遮断する。
【０１０６】
与圧室７１に駆動用蒸気が流入しないとき、ピストンヘッド６４は、複数の戻りバネ６６の付勢力によってロータ２ａから離反する方向に移動する。
ピストンヘッド６４がロータ２ａから離反する方向に移動すると、シール基板６１がロータ２ａから離反する方向に移動し、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・が非接触状態になるとともに、シール基板６１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・とロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・が非接触状態になる。そして、ロータ２ａの回転に対する回転抵抗が軽減する。
【０１０７】
また、弁制御装置１００は、算出したロータ２ａの回転速度が、予め設定される所定回転速度以上の場合は電磁弁１０３を開弁する制御信号を電磁弁１０３に送信する。
電磁弁１０３は、弁制御装置１００から送信される制御信号に基づいて開弁し、高圧蒸気供給源１０２から与圧室７１に、駆動用蒸気が流入する。
【０１０８】
ピストンヘッド６４は、高圧蒸気供給源１０２から与圧室７１に流入する駆動用蒸気の圧力によってロータ２ａと近接する方向に移動する。
ピストンヘッド６４がロータ２ａと近接する方向に移動すると、シール基板６１がロータ２ａと近接する方向に移動し、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・が接触状態になるとともに、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・とシール基板６１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・が接触状態になる。
そして、静翼２ｃ（図２参照）とロータ２ａの間のシール性能が向上する。
【０１０９】
例えば蒸気タービン２（図１参照）の立ち上げ初期などロータ２ａの回転速度が小さい場合、弁制御装置１００は、電磁弁１０３を閉弁してシール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・を非接触状態にするとともに、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・とシール基板６１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・を非接触状態にし、ロータ２ａの回転に対する回転抵抗を軽減する。ロータ２ａは、蒸気Ｓｔによって効率よく回転し、蒸気タービン２がスムーズに立ち上がる。
【０１１０】
そして、蒸気タービン２（図１参照）が立ち上がってロータ２ａの回転速度が大きくなったとき、弁制御装置１００は、電磁弁１０３を開弁してシール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・を接触状態にするとともに、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・とシール基板６１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・を接触状態にする。
蒸気タービン２は、静翼２ｃ（図２参照）とロータ２ａの間のシール性能が向上して、タービン効率が向上する。
【０１１１】
なお、駆動用蒸気の圧力は、複数の戻りバネ６６の付勢力に抗してピストンヘッド６４をロータ２ａと近接する方向に移動させることができる圧力であることが好適である。
【０１１２】
また、蒸気タービン２の運転状態を、例えば、蒸気Ｓｔの圧力によって検出する構成であってもよい。この場合、運転状態検出装置１０１は、蒸気Ｓｔの圧力を検出する圧力検出装置になる。
圧力検出装置である運転状態検出装置１０１は、蒸気タービン２（図１参照）を流通する蒸気Ｓｔの圧力を検出して検出信号を弁制御装置１００に入力し、弁制御装置１００は蒸気Ｓｔの圧力を算出する。
【０１１３】
そして、弁制御装置１００は、蒸気Ｓｔの圧力が予め設定される所定圧力値より低い場合は電磁弁１０３を閉弁する制御信号を電磁弁１０３に送信する。
電磁弁１０３は、弁制御装置１００から送信される制御信号に基づいて閉弁し、高圧蒸気供給源１０２からの与圧室７１への駆動用蒸気の流入を遮断する。
このときの所定圧力値は、蒸気タービン２（図１参照）の性能等に基づいて適宜設定すればよい。
【０１１４】
与圧室７１に駆動用蒸気が流入しないとき、ピストンヘッド６４は、複数の戻りバネ６６の付勢力によってロータ２ａから離反する方向に移動する。
ピストンヘッド６４がロータ２ａから離反する方向に移動すると、シール基板６１がロータ２ａから離反する方向に移動し、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・が非接触状態になるとともに、シール基板６１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・とロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・が非接触状態になる。そして、ロータ２ａの回転に対する回転抵抗が軽減する。
【０１１５】
また、弁制御装置１００は、蒸気Ｓｔの圧力が予め設定される所定圧力値以上の場合は電磁弁１０３を開弁する制御信号を電磁弁１０３に送信する。
電磁弁１０３は、弁制御装置１００から送信される制御信号に基づいて開弁し、高圧蒸気供給源１０２から、与圧室７１に駆動用蒸気が流入する。
【０１１６】
ピストンヘッド６４は、高圧蒸気供給源１０２から与圧室７１に流入する駆動用蒸気の圧力によってロータ２ａと近接する方向に移動する。
ピストンヘッド６４がロータ２ａと近接する方向に移動すると、シール基板６１がロータ２ａと近接する方向に移動し、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・が接触状態になるとともに、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・とシール基板６１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・が接触状態になる。
そして、静翼２ｃ（図２参照）とロータ２ａの間のシール性能が向上する。
【０１１７】
例えば、蒸気タービン２（図１参照）の立ち上げ初期など、蒸気Ｓｔの圧力が所定圧力値より低いとき、弁制御装置１００は、電磁弁１０３を閉弁してシール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・を非接触状態にするとともに、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・とシール基板６１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・を非接触状態にして、ロータ２ａの回転に対する回転抵抗を軽減する。ロータ２ａは、圧力の低い蒸気Ｓｔによって効率よく回転し、蒸気タービン２がスムーズに立ち上がる。
【０１１８】
蒸気タービン２（図２参照）が立ち上がって蒸気Ｓｔの圧力が所定圧力値以上になったら、弁制御装置１００は、電磁弁１０３を開弁してシール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・を接触状態にするとともに、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・とシール基板６１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・を接触状態にする。
蒸気タービン２は、静翼２ｃ（図２参照）とロータ２ａの間のシール性能が向上し、タービン効率が向上する。
【０１１９】
すなわち、蒸気タービン２（図２参照）は、立ち上げ初期など、蒸気Ｓｔの圧力が所定圧力値より低いときは、静翼２ｃ（図２参照）とロータ２ａの間にクリアランスが生じてロータ２ａの回転に対する回転抵抗が軽減し、ロータ２ａが蒸気Ｓｔで効率よく回転してスムーズに立ち上がる。そして、蒸気タービン２は、蒸気Ｓｔの圧力が所定圧力値以上になると、静翼２ｃ（図２参照）とロータ２ａの間のシール性能が向上して、タービン効率が向上する。
【０１２０】
なお、図１１に示すラビリンスシール装置６０ｃは、駆動用蒸気を高圧蒸気供給源１０２から与圧室７１に流入してピストンヘッド６４をロータ２ａと近接する方向に移動させる構成としたが、例えば図示しないアクチュエータなどの駆動手段で、ピストンヘッド６４をロータ２ａと近接する方向に移動させる構成であってもよい。
また、ノズルダイヤフラム外輪側８０と動翼２ｂの間に組み込まれるシール構造（図９参照）を、図１１に示すシール構造と同じ構成にしてもよい。
【０１２１】
以上のように、本実施形態に係る蒸気タービン２（図１参照）は、図３に示すように、固定部である静翼２ｃ（図２参照）と、回転部であるロータ２ａの間に、ラビリンスシール装置６０、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・、及びロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・を含んだシール構造が組み込まれている。
そして、ラビリンスシール装置６０のシール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・が、ロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・と接触するとともに、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・がシール基板６１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・と接触するように構成した。この構成によって静翼２ｃとロータ２ａの間のシール性能を向上し、漏れ蒸気によるタービン効率の低下を抑制できるという優れた効果を奏する。
【０１２２】
さらに、通気性スペーサ４（４ａ，４ｂ）を、切削性に優れるアブレイダブル材である通気性金属で形成する構成とした。この構成によって、シールフィン６２及びシールフィン２ａ１と通気性スペーサ４が接触しても通気性スペーサ４が切削されることで、シールフィン６２及びシールフィン２ａ１の損傷を防止できるという優れた効果を奏する。
【０１２３】
また、通気性金属からなる通気性スペーサ４には、微量の蒸気Ｓｔを通気させることができ、シールフィン６２及びシールフィン２ａ１と通気性スペーサ４の接触によって発生する摩擦熱を、通気性スペーサ４を通気する蒸気Ｓｔで冷却することができる。したがって、通気性スペーサ４が蒸気Ｓｔの温度より高温になることを防止できる。
例えば、ロータ２ａが長時間回転し、シールフィン６２及びシールフィン２ａ１と通気性スペーサ４に長時間摩擦熱が発生する場合であっても、通気性スペーサ４は蒸気Ｓｔの温度より高温にならず、通気性スペーサ４が取り付けられるロータ２ａ及びシール基板６１が、蒸気Ｓｔの温度より高温になることがない。したがって、ロータ２ａ及びシール基板６１に熱変形が発生することを防止できるという優れた効果を奏する。
【０１２４】
例えば、多孔質金属からなるスペーサは切削性に優れているアブレイダブル材であって、シールフィン６２及びシールフィン２ａ１と多孔質金属からなるスペーサが接触する場合、多孔質金属からなるスペーサが切削されてシールフィン６２及びシールフィン２ａ１の損傷を防止することができる。
しかしながら、多孔質金属のポアは互いに連結していない場合があり、多孔質金属からなるスペーサは、蒸気Ｓｔを通気させることができない。したがって、シールフィン６２及びシールフィン２ａ１と多孔質金属からなるスペーサの接触によって発生する摩擦熱を、蒸気Ｓｔで冷却することができない。
本実施形態においては、通気性金属からなる通気性スペーサ４を備えることで、シールフィン６２及びシールフィン２ａ１と通気性スペーサ４の接触によって発生する摩擦熱を、通気性スペーサ４を通気する蒸気Ｓｔで冷却することができる。
【０１２５】
また、シールフィン６２，６２，・・・と通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・が備わるシール基板６１を、ロータ２ａに対して近接・離反する方向に移動可能に、ノズルダイヤフラム内輪側７０に備え、蒸気Ｓｔが低圧のときは、シール基板６１側のシールフィン６２，６２，・・・とロータ２ａ側の通気性スペーサ４ｂ，４ｂ，・・・が非接触状態になり、且つ、ロータ２ａ側のシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・とシール基板６１側の通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・が非接触状態になる構成とした。
【０１２６】
この構成によって、例えば蒸気タービン２（図１参照）の立ち上げ初期など、蒸気Ｓｔが低圧のときはシールフィン６２，６２，・・・及びシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・と通気性スペーサ４，４，・・・が非接触状態になり、ロータ２ａの回転に対する回転抵抗を軽減できる。したがって、蒸気Ｓｔの圧力が低くてもロータ２ａを効率よく回転することができ、蒸気タービン２をスムーズに立ち上げられるという優れた効果を奏する。
また、蒸気タービン２の負荷が大きくなって蒸気Ｓｔの圧力が高くなると、シールフィン６２，６２，・・・及びシールフィン２ａ１，２ａ１，・・・と通気性スペーサ４，４，・・・を接触状態にして、静翼２ｃ（図２参照）とロータ２ａの間のシール性能を向上できる。したがって、蒸気タービン２のタービン効率の低下を抑制できるという優れた効果を奏する。
【０１２７】
なお、例えば、図３に示す、ラビリンスシール装置６０、複数のシールフィン２ａ１、及び複数の通気性スペーサ４ｂを含んだシール構造は、ノズルダイヤフラム内輪側７０とロータ２ａの間に限定されず、ケーシング２ｄ（図２参照）とロータ２ａの間など、他の固定部と回転部の間に組み込むことができる。
また、固定部側のシールフィン６２，６２，・・・及び通気性スペーサ４ａ，４ａ，・・・が、回転部に対して近接・離反する方向に移動することなく取り付けられるラビリンスシール装置６０であっても、蒸気Ｓｔが通気性スペーサ４，４，・・・を通気することによる冷却の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【０１２８】
１ 発電プラント
２ 蒸気タービン
２ａ ロータ（回転部）
２ａ１，２ａ５，２ｇ１，６２ シールフィン（シール構造）
２ｂ 動翼（回転部）
２ｃ 静翼（固定部）
２ｄ ケーシング（固定部）
２ｇ カバー
４（４ａ，４ｂ） 通気性スペーサ（スペーサ、シール構造）
６０，６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，９０ ラビリンスシール装置（シール構造）
６１，６１ａ，９１ シール基板（可動部）
６４，９２ ピストンヘッド（可動部）
６５，９３ ピストン本体（可動部）
６６，９４ 戻りバネ（付勢手段）
６６ａ 圧縮バネ（付勢手段）
７１，８１ 与圧室（駆動装置）
７２，８２ 蒸気通路
１００ 弁制御装置（駆動装置）
１０１ 運転状態検出装置（回転速度検出装置、圧力検出装置）
１０２ 高圧蒸気供給源（駆動装置）
１０３ 電磁弁（駆動装置）
Ｓｔ 蒸気
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ及び前記ロータと一体に回転する部材からなる回転部と、
前記回転部を内包するケーシング及び前記ケーシングに固定される部材からなる固定部と、を有する蒸気タービンに組み込まれ、
前記回転部と前記固定部の両方またはいずれか一方にシールフィンを備え、
前記回転部と前記固定部の両方またはいずれか一方に通気性金属からなるスペーサを備えるシール構造であって、
前記回転部に備わる前記シールフィンと前記固定部に備わる前記スペーサは互いに対向するとともに、前記固定部に備わる前記シールフィンと前記回転部に備わる前記スペーサは互いに対向し、
前記固定部に前記シールフィンが備わる場合、前記固定部に備わる前記シールフィンは、前記回転部に対して近接・離反する方向に移動可能であり、
前記固定部に前記スペーサが備わる場合、前記固定部に備わる前記スペーサは、前記回転部に対して近接・離反する方向に移動可能であることを特徴とするシール構造。
【請求項２】
前記ケーシングに固定される部材は、前記ケーシングに備わる静翼であって、
前記静翼の先端と、前記ロータの前記静翼の先端に対向する位置と、の両方またはいずれか一方に前記シールフィンを備え、
前記静翼の先端と、前記ロータの前記静翼の先端に対向する位置と、の両方またはいずれか一方に前記スペーサを備え、
前記静翼の先端に前記シールフィンが備わる場合、前記静翼の先端に備わる前記シールフィンは、前記ロータに対して近接・離反する方向に移動可能であり、
前記静翼の先端に前記スペーサが備わる場合、前記静翼の先端に備わる前記スペーサは、前記ロータに対して近接・離反する方向に移動可能であることを特徴とする請求項１に記載のシール構造。
【請求項３】
前記ロータと一体に回転する部材は、前記ロータに備わる動翼であって、
前記ケーシングの前記動翼の先端に対向する位置と、前記動翼の先端と、の両方またはいずれか一方に前記シールフィンを備え、
前記ケーシングの前記動翼の先端に対向する位置と、前記動翼の先端と、の両方またはいずれか一方に前記スペーサを備え、
前記ケーシングに前記シールフィンが備わる場合、前記ケーシングに備わる前記シールフィンは、前記動翼の先端に対して近接・離反する方向に移動可能であり、
前記ケーシングに前記スペーサが備わる場合、前記ケーシングに備わる前記スペーサは、前記動翼の先端に対して近接・離反する方向に移動可能であることを特徴とする請求項１に記載のシール構造。
【請求項４】
前記固定部には、付勢手段によって前記回転部から離反する方向に付勢されるとともに、前記蒸気タービンを流通する蒸気の圧力によって前記回転部と近接する方向に移動可能な可動部が備わり、
前記固定部に前記シールフィンが備わる場合、前記固定部に備わる前記シールフィンは前記可動部に取り付けられ、
前記固定部に前記スペーサが備わる場合、前記固定部に備わる前記スペーサは前記可動部に取り付けられ、
前記蒸気の圧力が前記可動部を前記回転部と近接する方向に移動させる押圧力が、前記付勢手段が前記可動部を前記回転部から離反する方向に付勢する付勢力より小さいときは、前記可動部が前記回転部から離反した位置に移動して、互いに対向する前記シールフィンと前記スペーサが非接触状態になり、
前記押圧力が前記付勢力以上になると、前記可動部が前記回転部と近接した位置に移動して、互いに対向する前記シールフィンと前記スペーサが接触状態になることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のシール構造。
【請求項５】
前記固定部には、付勢手段によって前記回転部から離反する方向に付勢されるとともに、前記回転部と近接する方向に移動可能な可動部が備わり、
前記固定部に前記シールフィンが備わる場合、前記固定部に備わる前記シールフィンは前記可動部に取り付けられ、
前記固定部に前記スペーサが備わる場合、前記固定部に備わる前記スペーサは前記可動部に取り付けられ、
前記蒸気タービンの運転状態を検出する運転状態検出装置と、
前記可動部を前記回転部と近接する方向に移動させる駆動装置と、がさらに備わり、
前記駆動装置は、前記運転状態検出装置が検出する前記蒸気タービンの運転状態に基づいて前記可動部を前記回転部と近接する方向に移動し、互いに対向する前記シールフィンと前記スペーサを接触状態にすることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のシール構造。
【請求項６】
前記運転状態検出装置は、前記ロータの回転速度を検出する回転速度検出装置であって、前記蒸気タービンの運転状態を前記ロータの回転速度で検出し、
前記駆動装置は、前記ロータの回転速度が所定回転速度以上のときに、前記可動部を前記回転部と近接する方向に移動することを特徴とする請求項５に記載のシール構造。
【請求項７】
前記運転状態検出装置は、前記蒸気タービンを流通する蒸気の圧力を検出する圧力検出装置であって、前記蒸気タービンの運転状態を前記蒸気の圧力で検出し、
前記駆動装置は、前記蒸気の圧力が所定圧力値以上のときに、前記可動部を前記回転部と近接する方向に移動することを特徴とする請求項５に記載のシール構造。
【請求項８】
ロータ及び前記ロータと一体に回転する部材からなる回転部と、
前記回転部を内包するケーシング及び前記ケーシングに固定される部材からなる固定部と、を有する蒸気タービンに組み込まれ、
前記回転部と前記固定部の両方またはいずれか一方にシールフィンを備え、
前記回転部と前記固定部の両方またはいずれか一方に通気性金属からなるスペーサを備え、
前記回転部に備わる前記シールフィンと前記固定部に備わる前記スペーサは互いに対向するとともに、前記固定部に備わる前記シールフィンと前記回転部に備わる前記スペーサは互いに対向し、
前記固定部には、付勢手段によって前記回転部から離反する方向に付勢されるとともに、駆動装置によって前記回転部と近接する方向に移動可能な可動部が備わり、
前記固定部に前記シールフィンが備わる場合、前記固定部に備わる前記シールフィンは前記可動部に取り付けられ、
前記固定部に前記スペーサが備わる場合、前記固定部に備わる前記スペーサは前記可動部に取り付けられるシール構造の制御方法であって、
前記回転部の回転速度を検出する手順と、
前記回転部の回転速度が所定回転速度以上のときに、前記可動部を前記回転部と近接する方向に移動する手順と、を備え、
前記回転部の回転速度が前記所定回転速度以上のときに、互いに対向する前記シールフィンと前記スペーサを接触状態にすることを特徴とするシール構造の制御方法。
【請求項９】
ロータ及び前記ロータと一体に回転する部材からなる回転部と、
前記回転部を内包するケーシング及び前記ケーシングに固定される部材からなる固定部と、を有する蒸気タービンに組み込まれ、
前記回転部と前記固定部の両方またはいずれか一方にシールフィンを備え、
前記回転部と前記固定部の両方またはいずれか一方に通気性金属からなるスペーサを備え、
前記回転部に備わる前記シールフィンと前記固定部に備わる前記スペーサは互いに対向するとともに、前記固定部に備わる前記シールフィンと前記回転部に備わる前記スペーサは互いに対向し、
前記固定部には、付勢手段によって前記回転部から離反する方向に付勢されるとともに、駆動装置によって前記回転部と近接する方向に移動可能な可動部が備わり、
前記固定部に前記シールフィンが備わる場合、前記固定部に備わる前記シールフィンは前記可動部に取り付けられ、
前記固定部に前記スペーサが備わる場合、前記固定部に備わる前記スペーサは前記可動部に取り付けられるシール構造の制御方法であって、
前記蒸気タービンを流通する蒸気の圧力を検出する手順と、
前記蒸気の圧力が所定圧力値以上のときに、前記可動部を前記回転部と近接する方向に移動する手順と、を備え、
前記蒸気の圧力が前記所定圧力値以上のときに、互いに対向する前記シールフィンと前記スペーサを接触状態にすることを特徴とするシール構造の制御方法。
【請求項１】
ロータ及び前記ロータと一体に回転する部材からなる回転部と、
前記回転部を内包するケーシング及び前記ケーシングに固定される部材からなる固定部と、を有する蒸気タービンに組み込まれ、
前記回転部と前記固定部の両方またはいずれか一方にシールフィンを備え、
前記回転部と前記固定部の両方またはいずれか一方に通気性金属からなるスペーサを備えるシール構造であって、
前記回転部に備わる前記シールフィンと前記固定部に備わる前記スペーサは互いに対向するとともに、前記固定部に備わる前記シールフィンと前記回転部に備わる前記スペーサは互いに対向し、
前記固定部に前記シールフィンが備わる場合、前記固定部に備わる前記シールフィンは、前記回転部に対して近接・離反する方向に移動可能であり、
前記固定部に前記スペーサが備わる場合、前記固定部に備わる前記スペーサは、前記回転部に対して近接・離反する方向に移動可能であることを特徴とするシール構造。
【請求項２】
前記ケーシングに固定される部材は、前記ケーシングに備わる静翼であって、
前記静翼の先端と、前記ロータの前記静翼の先端に対向する位置と、の両方またはいずれか一方に前記シールフィンを備え、
前記静翼の先端と、前記ロータの前記静翼の先端に対向する位置と、の両方またはいずれか一方に前記スペーサを備え、
前記静翼の先端に前記シールフィンが備わる場合、前記静翼の先端に備わる前記シールフィンは、前記ロータに対して近接・離反する方向に移動可能であり、
前記静翼の先端に前記スペーサが備わる場合、前記静翼の先端に備わる前記スペーサは、前記ロータに対して近接・離反する方向に移動可能であることを特徴とする請求項１に記載のシール構造。
【請求項３】
前記ロータと一体に回転する部材は、前記ロータに備わる動翼であって、
前記ケーシングの前記動翼の先端に対向する位置と、前記動翼の先端と、の両方またはいずれか一方に前記シールフィンを備え、
前記ケーシングの前記動翼の先端に対向する位置と、前記動翼の先端と、の両方またはいずれか一方に前記スペーサを備え、
前記ケーシングに前記シールフィンが備わる場合、前記ケーシングに備わる前記シールフィンは、前記動翼の先端に対して近接・離反する方向に移動可能であり、
前記ケーシングに前記スペーサが備わる場合、前記ケーシングに備わる前記スペーサは、前記動翼の先端に対して近接・離反する方向に移動可能であることを特徴とする請求項１に記載のシール構造。
【請求項４】
前記固定部には、付勢手段によって前記回転部から離反する方向に付勢されるとともに、前記蒸気タービンを流通する蒸気の圧力によって前記回転部と近接する方向に移動可能な可動部が備わり、
前記固定部に前記シールフィンが備わる場合、前記固定部に備わる前記シールフィンは前記可動部に取り付けられ、
前記固定部に前記スペーサが備わる場合、前記固定部に備わる前記スペーサは前記可動部に取り付けられ、
前記蒸気の圧力が前記可動部を前記回転部と近接する方向に移動させる押圧力が、前記付勢手段が前記可動部を前記回転部から離反する方向に付勢する付勢力より小さいときは、前記可動部が前記回転部から離反した位置に移動して、互いに対向する前記シールフィンと前記スペーサが非接触状態になり、
前記押圧力が前記付勢力以上になると、前記可動部が前記回転部と近接した位置に移動して、互いに対向する前記シールフィンと前記スペーサが接触状態になることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のシール構造。
【請求項５】
前記固定部には、付勢手段によって前記回転部から離反する方向に付勢されるとともに、前記回転部と近接する方向に移動可能な可動部が備わり、
前記固定部に前記シールフィンが備わる場合、前記固定部に備わる前記シールフィンは前記可動部に取り付けられ、
前記固定部に前記スペーサが備わる場合、前記固定部に備わる前記スペーサは前記可動部に取り付けられ、
前記蒸気タービンの運転状態を検出する運転状態検出装置と、
前記可動部を前記回転部と近接する方向に移動させる駆動装置と、がさらに備わり、
前記駆動装置は、前記運転状態検出装置が検出する前記蒸気タービンの運転状態に基づいて前記可動部を前記回転部と近接する方向に移動し、互いに対向する前記シールフィンと前記スペーサを接触状態にすることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のシール構造。
【請求項６】
前記運転状態検出装置は、前記ロータの回転速度を検出する回転速度検出装置であって、前記蒸気タービンの運転状態を前記ロータの回転速度で検出し、
前記駆動装置は、前記ロータの回転速度が所定回転速度以上のときに、前記可動部を前記回転部と近接する方向に移動することを特徴とする請求項５に記載のシール構造。
【請求項７】
前記運転状態検出装置は、前記蒸気タービンを流通する蒸気の圧力を検出する圧力検出装置であって、前記蒸気タービンの運転状態を前記蒸気の圧力で検出し、
前記駆動装置は、前記蒸気の圧力が所定圧力値以上のときに、前記可動部を前記回転部と近接する方向に移動することを特徴とする請求項５に記載のシール構造。
【請求項８】
ロータ及び前記ロータと一体に回転する部材からなる回転部と、
前記回転部を内包するケーシング及び前記ケーシングに固定される部材からなる固定部と、を有する蒸気タービンに組み込まれ、
前記回転部と前記固定部の両方またはいずれか一方にシールフィンを備え、
前記回転部と前記固定部の両方またはいずれか一方に通気性金属からなるスペーサを備え、
前記回転部に備わる前記シールフィンと前記固定部に備わる前記スペーサは互いに対向するとともに、前記固定部に備わる前記シールフィンと前記回転部に備わる前記スペーサは互いに対向し、
前記固定部には、付勢手段によって前記回転部から離反する方向に付勢されるとともに、駆動装置によって前記回転部と近接する方向に移動可能な可動部が備わり、
前記固定部に前記シールフィンが備わる場合、前記固定部に備わる前記シールフィンは前記可動部に取り付けられ、
前記固定部に前記スペーサが備わる場合、前記固定部に備わる前記スペーサは前記可動部に取り付けられるシール構造の制御方法であって、
前記回転部の回転速度を検出する手順と、
前記回転部の回転速度が所定回転速度以上のときに、前記可動部を前記回転部と近接する方向に移動する手順と、を備え、
前記回転部の回転速度が前記所定回転速度以上のときに、互いに対向する前記シールフィンと前記スペーサを接触状態にすることを特徴とするシール構造の制御方法。
【請求項９】
ロータ及び前記ロータと一体に回転する部材からなる回転部と、
前記回転部を内包するケーシング及び前記ケーシングに固定される部材からなる固定部と、を有する蒸気タービンに組み込まれ、
前記回転部と前記固定部の両方またはいずれか一方にシールフィンを備え、
前記回転部と前記固定部の両方またはいずれか一方に通気性金属からなるスペーサを備え、
前記回転部に備わる前記シールフィンと前記固定部に備わる前記スペーサは互いに対向するとともに、前記固定部に備わる前記シールフィンと前記回転部に備わる前記スペーサは互いに対向し、
前記固定部には、付勢手段によって前記回転部から離反する方向に付勢されるとともに、駆動装置によって前記回転部と近接する方向に移動可能な可動部が備わり、
前記固定部に前記シールフィンが備わる場合、前記固定部に備わる前記シールフィンは前記可動部に取り付けられ、
前記固定部に前記スペーサが備わる場合、前記固定部に備わる前記スペーサは前記可動部に取り付けられるシール構造の制御方法であって、
前記蒸気タービンを流通する蒸気の圧力を検出する手順と、
前記蒸気の圧力が所定圧力値以上のときに、前記可動部を前記回転部と近接する方向に移動する手順と、を備え、
前記蒸気の圧力が前記所定圧力値以上のときに、互いに対向する前記シールフィンと前記スペーサを接触状態にすることを特徴とするシール構造の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−２６１３５１（Ｐ２０１０−２６１３５１Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１２３３２（Ｐ２００９−１１２３３２）
【出願日】平成２１年５月１日（２００９．５．１）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１日（２００９．５．１）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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