蒸気タービンシール装置
【課題】シールフィン支持部の強度、信頼性に優れ、高温化大型蒸気タービンに適用が可能な蒸気タービンシール装置を提供する
【解決手段】ロータ２のロータグランド部に設けられた溝３と、溝３に嵌め込まれ、ロータ２の半径方向外側に突出して形成されたシールフィン４とから構成され、シールフィン４はロータ２の周方向に延びた環状に形成され、溝３に嵌め込むための切り欠きを有し、ロータ２の周方向に重なり合う結合凸部４ａ、４ｂが結合されて一体的な円環となる。
【解決手段】ロータ２のロータグランド部に設けられた溝３と、溝３に嵌め込まれ、ロータ２の半径方向外側に突出して形成されたシールフィン４とから構成され、シールフィン４はロータ２の周方向に延びた環状に形成され、溝３に嵌め込むための切り欠きを有し、ロータ２の周方向に重なり合う結合凸部４ａ、４ｂが結合されて一体的な円環となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気タービンのシャフトグランド部または翼先端などの非接触シール部に取り付けられるシールフィンに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、タービンなどの回転機械の回転部と静止部との隙間には、作動流体の軸方向の漏洩を防止してタービン効率を維持するため、軸シール機構が設けられる。
【０００３】
軸シール機構として、非接触式シールの一種であるラビリンスシールがある。
【０００４】
図１０は、従来のラビリンスシールを用いた軸シール機構の模式的な縦断面図である。
【０００５】
図１０に示すように、従来のラビリンスシール２０は、ケーシング２１と回転軸２２との隙間に、回転軸２２に固定されたラビリンスシール絞り片２３が設けられる。実線矢ｕで示された流れ方向の作動流体は、ラビリンスシール絞り片２３によって急縮小した後、急拡大する。ラビリンスシール２０のシール効果は、この急縮小と急拡大による流体抵抗によるものである。ラビリンスシール２０は、ラビリンスシール絞り片２３の先端とケーシング２１との隙間である軸シール隙間Ｗを小さくするほどシール性能を向上できる。しかし、ラビリンスシール絞り片２３の先端がケーシング２１に接触すると、軸振動（ラビング振動）が発生して過大になり、タービンの運転継続が困難になる。
【０００６】
また、蒸気タービンの軸シール機構である蒸気タービンシール装置として、ハイロー型ラビリンスシールがある。ハイロー型ラビリンスシールは、ケーシングである静止部側に複数のシールフィンを設け、このシールフィンをロータ表面に半径方向の間隔を開けて対向させて配置するとともに、シールフィンが対向するロータ表面部分に凹凸部を形成し、その凹凸部に合わせてシールフィン長さを有する。ハイロー型ラビリンスシール装置では、シールフィンとロータ凹凸部との半径方向の間隙を可能な限り微小に設定するか、ロータの軸方向にシールフィンを多数設けて蒸気通過距離を長くすることで、蒸気漏洩損失低減とそれによるタービン効率向上を図っている。
【０００７】
また、特許文献１および２に記載されたコーキングシールと呼ばれる埋め込み型の蒸気タービンシール装置がある。これは、静止部あるいは回転部に所定間隔で複数の溝が形成され、この溝にシールフィンがコーキングピースによってかしめられて支持される。コーキングシールでは、シールフィンを極めて薄く形成することが可能であって、放熱性を向上できるため、ロータの熱変形による過大な軸振動（ラビング振動）が起こりにくいという利点がある。
【０００８】
コーキングシールでは、シールフィンをロータグランド部に設ける場合、ロータの回転によってシールフィンに作用する遠心力の作用を考慮する必要がある。
【０００９】
特許文献３には、削出し、あるいは、コーキングによって外表面にシールフィンが設けられたスリーブをロータグランド部に嵌合させ、回り止めキーでスリーブを固定させる蒸気タービンシール装置が記載される。シールフィンが設けられたスリーブからなる別部材を、ロータグランド部に嵌合して組立てるので、シールフィンが摩耗や損傷した場合には、蒸気タービンシール装置の取替えが容易である。
【特許文献１】特開平５−１２５９０３号公報
【特許文献２】特開平５−１２５９０４号公報
【特許文献３】特開平１０−２９９４１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ロータグランド部にシールフィンを設ける場合には、シールフィンとロータとを一体的に削りだしたロータ一体シールフィンとすることが、シールフィンの強度上は最も有利である。しかし、シールフィンが損傷した場合には、ロータごと交換が必要になり、経済的に不利である。
【００１１】
また、特許文献３に記載のシールフィンが設けられたスリーブをロータグランド部に嵌合することは、ロータと別部材のホイールが接合されるガスタービンでは採用できるが、ロータとホイールとが一体的に削りだされる蒸気タービンでは、シールフィンが設けられたスリーブをロータグランド部に嵌合して組立てるような構造を採ることは難しい。
【００１２】
そこで、従来の蒸気タービンシール装置では、ロータグランド部に形成された溝に嵌め込まれたシールフィンがコーキングピースによってかしめられて支持される。しかし、コーキングピースによってシールフィンを支持する場合は、ロータ一体シールフィンに比べて強度を確保し難い。
【００１３】
図１１は、従来の蒸気タービンシール装置の部分的な縦断面図である。
【００１４】
図１１に示すように、従来の蒸気タービンシール装置３０は、ロータ３１のロータグランド部に設けられた溝３２にシールフィン３３が嵌め込まれ、コーキングピース３４がかしめられてシールフィン３３が溝３２に支持される。
【００１５】
図１２は、従来の蒸気タービンシール装置を構成するロータグランド部の部分的な縦断面図である。
【００１６】
図１２に示すように、従来の蒸気タービンシール装置３０を構成するロータ３１は、軸状に形成され、その表面の周方向には溝３２がロータ３１の軸方向に離間されて複数形成される。
【００１７】
図１３は、従来の蒸気タービンシール装置を構成するシールフィンの斜視図である。
【００１８】
図１３に示すように、従来の蒸気タービンシール装置３０を構成するシールフィン３３は、一部が切りかかれ円周方向に延びた環状に形成される。また、シールフィン３３は、円環の軸方向の断面視でＬ字状断面を有し、円環の半径方向外側に突出して形成されたフィンと、フィンの内径に連なり円環の軸方向に突出して形成された底部とから形成される。シールフィン３３のＬ字状断面の底部の内径は、ロータ３１に設けられた溝３２の底面が形成する円の外径と略同径に形成される。なお、シールフィン３３の断面形状はＪ字状に形成することもできる。
【００１９】
図１４（Ａ）、（Ｂ）は、従来の蒸気タービンシール装置に働く力を説明する図である。
【００２０】
図１４（Ａ）に示すように、従来の蒸気タービンシール装置３０には、蒸気タービンの運転中、シールフィン３３に作用する遠心力Ｆｓとコーキングピース３４に作用する遠心力Ｆｃとを、シールフィン３３と溝３２との間に生じる摩擦力ｆｓと、コーキングピース３４と溝３２との間に生じる摩擦力ｆｃとで支持している。すなわち、コーキングピース３４には、摩擦力ｆｓと摩擦力ｆｃとを発生させるために高いコーキングピース反力ｆが要求される。このため、図１４（Ｂ）のように、溝３２に鉤状の係止部３５を形成して、係止部３５の接触反力で遠心力Ｆｓと遠心力Ｆｃと支持することも行われている。
【００２１】
しかし、コーキングピース３４の施工後は、コーキングピース反力ｆの検出は困難である。また、蒸気タービンを高温下で運転した際のコーキングピース反力ｆの経年的な低下を確認することも困難である。さらに、溝３２に鉤状の係止部３５を形成した場合も、コーキングピース３４の塑性変形によって形成された係止部３５の状況を確認することが困難であり、係止部３５の高温強度が十分に確保できないことが懸念される。
【００２２】
すなわち、従来の蒸気タービンシール装置では、コーキングピースによるシールフィンの支持部の強度を確保するためには、高い強度を有するコーキング材が必要となる。しかし、コーキング材の強度が高くなるとコーキング時の作業性が悪化し、コーキングピースによるシールフィンの支持部の信頼性が低下する要因となる。
【００２３】
また、ロータの軸径が大きくシールフィンが大型化する場合には、コーキングピースによるシールフィンの支持部の強度、信頼性を保つためには、コーキング材の寸法も大きくする必要がある。しかし、コーキング材の寸法を大きくすると、シールフィン間のロータ軸方向の間隔を大きく開けることとなり、軸シール機構としての性能を確保し難くなる。したがって、コーキング材の寸法には制限があり、結果的にコーキングピースによるシールフィンの支持部の強度、信頼性を低下させる要因となる。
【００２４】
さらに、蒸気タービンの性能を高めるため、蒸気温度の高温化、タービンの大型化を実現する必要性がある。しかし、ロータグランド部に形成された溝にコーキングピースがかしめられてシールフィンが支持された従来の蒸気タービンシール装置では、コーキングピースによるシールフィンの支持部の強度、信頼性を確保することが困難であり、高温下での運転中、シールフィンに作用する遠心力に抗してシールフィンを支持する支持部の強度、信頼性を確保することが課題であった。
【００２５】
本発明は、シールフィン支持部の強度、信頼性に優れ、高温化大型蒸気タービンに適用が可能な蒸気タービンシール装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
前記の課題を解決するため本発明では、ロータの表面の周方向に設けられた溝に、シールフィンを嵌め込んで、前記ロータと静止部との間の蒸気をシールする蒸気タービンシール装置において、前記シールフィンは、前記シールフィンを前記溝に嵌め込むために設けられた切り欠き端部の相互間を接合する接合部が形成されて、一体的な円環とされたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、シールフィン支持部の強度、信頼性に優れ、高温化大型蒸気タービンに適用が可能な蒸気タービンシール装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明に係る蒸気タービンシール装置の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００２９】
［第１の実施形態］
本発明に係る蒸気タービンシール装置の第１実施形態について、図１から図２を参照して説明する。
【００３０】
図１は、本発明の第１実施形態に係る蒸気タービンシール装置を部分的に切り欠いて示した鳥瞰図である。
【００３１】
図１に示すように、蒸気タービンシール装置１は、ロータ２のロータグランド部に設けられた溝３と、溝３に嵌め込まれ、ロータ２の半径方向外側に突出して形成されたシールフィン４とから構成される。
【００３２】
ロータ２は、軸状に形成され、その表面の周方向には溝３がロータ２の軸方向に離間されて複数形成される。
【００３３】
溝３は、シールフィン４の板厚ｔより僅かに広い幅を有する。
【００３４】
シールフィン４はロータ２の周方向に延びた環状に形成され、溝３に嵌め込むための切り欠きを有する。シールフィン４の切り欠きの端部にはシールフィン４の内周側と外周側とにそれぞれロータ２の周方向に重なり合う結合凸部４ａ、４ｂが形成される。結合凸部４ａはシールフィン４の内周に沿って延設され、結合凸部４ｂはシールフィン４の外周に沿って延設される。結合凸部４ａ、４ｂの互いに突き合わされた端部が溶接されて接合部４ｃが形成される。すなわち、シールフィン４は切り欠き端部に形成された結合凸部４ａ、４ｂが結合されて一体的な円環となる。
【００３５】
したがって、本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１によればシールフィン４は切れ目のない環状構造物となる。なお、シールフィン４がロータ２の周方向に延びた複数の弧状部材によって形成される場合であっても、それぞれの弧状部材の間に接合部４ｃが形成されることで、シールフィン４は切れ目のない環状構造物となる。
【００３６】
図２は、本発明の第１実施形態に係る蒸気タービンシール装置に働く力を説明する図である。
【００３７】
図２に示すように、シールフィン４の下端部は、ロータ２の溝３に嵌合され、シールフィン４の倒れこみとロータ軸方向変位とが支持される。
【００３８】
蒸気タービンが運転されると、シールフィン４には接線方向にフープ力が発生し、このフープ力によってシールフィン４にはロータ径方向内側に向かう径方向反力ｆｐが生じる。シールフィン４に作用する遠心力Ｆｓは、径方向反力ｆｐによってシールフィン４の全周で緩和される。したがって、シールフィン４には、遠心力Ｆｓと径方向反力ｆｐとの差分の遠心力ΔＦｓ＝Ｆｓ−ｆｐが生じることになり、シールフィン４に作用する遠心力は大幅に低減される。遠心力ΔＦｓには、シールフィン４の円周方向の構造的な不連続部分や施工における不釣合い分が含まれる。
【００３９】
また、シールフィン４は、遠心力ΔＦｓによって径方向外側へ広がる。溝３は、シールフィン４の内径ｒが遠心力ΔＦｓによって径方向外側へ広がってもシールフィン４が抜け出すことのない溝深さＤを有する。
【００４０】
本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１によれば、シールフィン４を容易に形成することが可能である。また、コーキングピースが不要となり、シールフィン４に発生するフープ力によってシールフィン４が支持される。
【００４１】
また、本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１によれば、コーキングピースによるシールフィン４の支持部の強度を確保する必要がなく、高い強度を有するコーキング材を必要としない。したがって、コーキングピースによるシールフィン４の支持部の信頼性が低下することはない。
【００４２】
さらに、ロータ２の軸径が大きくシールフィン４が大型化する場合に、コーキングピースによるシールフィン４の支持部の強度、信頼性を保つために、コーキング材の寸法を大きくする必要がない。したがって、シールフィン４間のロータ軸方向の間隔を大きく開ける必要がなくなり、軸シール機構としての性能を確実に確保できる。
【００４３】
他方、蒸気タービンの性能を高めるため、蒸気温度の高温化、タービンの大型化を実現する必要性があるが、本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１では、シールフィン４の接合部４ｃの強度、信頼性を確保することが容易であり、高温下での運転中、シールフィン４に働く遠心力ΔＦｓに抗してシールフィン４を支持する接合部４ｃの強度、信頼性を確保することが可能である。
【００４４】
本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１は、シールフィン４の支持部の強度、信頼性に優れ、高温化大型蒸気タービンに適用が可能な蒸気タービンシール装置を提供することができる。
【００４５】
［第２の実施形態］
本発明に係る蒸気タービンシール装置の第２実施形態について、図３から図４を参照して説明する。
【００４６】
図３は、本発明の第２実施形態に係る蒸気タービンシール装置を部分的に切り欠いて示した鳥瞰図である。
【００４７】
この蒸気タービンシール装置１Ａにおいて第１実施形態の蒸気タービンシール装置１と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４８】
図３に示すように、蒸気タービンシール装置１Ａは、ロータ２のロータグランド部に設けられた溝３にシールフィン４Ａが嵌め込まれ、コーキングピース５がかしめられてシールフィン４Ａが溝３に支持される。
【００４９】
シールフィン４Ａはロータ２の周方向に延びた環状に形成され、溝３に嵌め込むための切り欠きを有する。また、シールフィン４Ａは、円環の軸方向の断面視でＬ字状断面を有し、円環の半径方向外側に突出して形成されたフィン４ｄと、フィン４ｄの内径に連なり円環の軸方向に突出して形成された底部４ｅとから形成される。シールフィン４ＡのＬ字状断面の底部４ｅの内径は、ロータ２に設けられた溝３の底面が形成する円の外径と略同径に形成される。なお、シールフィン４Ａの断面形状はＪ字状に形成することもできる。
【００５０】
シールフィン４Ａの切り欠き部のフィン４ｄの端部には、切り欠きの一方から他方に向かって結合凸部４ｆが延設され、切り欠きの他方には結合凸部４ｆに重ね合わせられる結合凹部４ｇが形成される。結合凸部４ｆと結合凹部４ｇとの互いに重ね合わされた部分が接合されて接合部４ｃが形成される。すなわち、シールフィン４Ａは結合凸部４ｆ、結合凹部４ｇが接合されて一体的な円環となる。接合部４ｃは、結合凸部４ｆと結合凹部４ｇとを、例えば４箇所でスポット溶接して形成される。なお、接合方法は溶接に限られるものではなく、融接、圧接、ろう接などの冶金的接合方法を採用できる。
【００５１】
コーキングピース５は、ロータ２のロータグランド部に設けられた溝３に嵌め込まれたシールフィン４Ａと溝３との間にかしめられて、シールフィン４Ａと溝３とにコーキングピース反力ｆを付勢させる。
【００５２】
本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ａによればシールフィン４Ａは切れ目のない環状構造物となる。なお、シールフィン４Ａがロータ２の周方向に延びた複数の弧状部材によって形成される場合であっても、それぞれの弧状部材の間に接合部４ｃが形成されることで、シールフィン４Ａは切れ目のない環状構造物となる。
【００５３】
図４は、本発明の第２実施形態に係る蒸気タービンシール装置に働く力を説明する図である。
【００５４】
図４に示すように、蒸気タービンが運転されると、シールフィン４Ａには遠心力Ｆｓが作用し、コーキングピース５には遠心力Ｆｃが作用する。このときコーキングピース反力ｆによって、シールフィン４Ａと溝３との間には摩擦力ｆｓが作用し、コーキングピース５と溝３との間には摩擦力ｆｃが作用して、シールフィン４Ａが支持される。シールフィン４Ａには接線方向にフープ力が発生し、このフープ力によってシールフィン４Ａにはロータ径方向内側へ向かう径方向反力ｆｐが生じる。シールフィン４Ａに作用する遠心力Ｆｓは、径方向反力ｆｐによってシールフィン４Ａの全周で緩和される。したがって、シールフィン４Ａには、遠心力Ｆｓと径方向反力ｆｐとの差分の遠心力ΔＦｓ＝Ｆｓ−ｆｐが生じることになり、シールフィン４Ａに作用する遠心力は大幅に低減される。遠心力ΔＦｓには、シールフィン４Ａの円周方向の構造的な不連続部分や施工における不釣合い分が含まれる。
【００５５】
すなわち、コーキングピース５が支持する遠心力は、コーキングピース５に作用する遠心力Ｆｃとシールフィン４Ａに作用する遠心力ΔＦｓとの合計の遠心力に減少する。そうすると、コーキングピース反力ｆが小さい場合でもシールフィン４Ａをロータ２に支持することが可能となり、シールフィン４Ａの支持部の強度、信頼性が高くなる。また、従来の蒸気タービンシール装置３０のように溝３に鉤状の係止部を形成して、係止部の接触反力で遠心力ΔＦｓと遠心力Ｆｃと支持することも容易になる。
【００５６】
本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ａによれば、シールフィン４Ａに発生するフープ力によってシールフィン４Ａが支持される。
【００５７】
また、本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ａによれば、コーキングピース５によるシールフィン４Ａの支持部の強度を確保するために、高い強度を有するコーキング材を必要としない。したがって、コーキングピース５によるシールフィン４Ａの支持部の信頼性が低下することはない。
【００５８】
さらに、ロータ２の軸径が大きくシールフィン４Ａが大型化する場合に、コーキングピース５によるシールフィン４Ａの支持部の強度、信頼性を保つために、コーキング材の寸法を大きくする必要がない。したがって、シールフィン４Ａ間のロータ軸方向の間隔を大きく開ける必要がなくなり、軸シール機構としての性能を確実に確保できる。
【００５９】
さらにまた、蒸気タービンの性能を高めるため、蒸気温度の高温化、タービンの大型化を実現する必要性があるが、本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ａでは、コーキングピース５によるシールフィン４Ａの支持部の強度、信頼性を確保することが容易であり、高温下での運転中、シールフィン４Ａに作用する遠心力ΔＦｓに抗してシールフィン４Ａを支持する支持部の強度、信頼性を確保することが可能である。
【００６０】
本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ａは、シールフィン４Ａの支持部の強度、信頼性に優れ、高温化大型蒸気タービンに適用が可能な蒸気タービンシール装置を提供することができる。
【００６１】
［第３の実施形態］
本発明に係る蒸気タービンシール装置の第３実施形態について、図５を参照して説明する。
【００６２】
図５（Ａ）は本発明の第３実施形態に係る蒸気タービンシール装置を部分的に示した鳥瞰図であり、（Ｂ）は本発明の第３実施形態に係る蒸気タービンシール装置のロータ軸方向の部分的な断面図である。
【００６３】
この蒸気タービンシール装置１Ｂにおいて第１実施形態の蒸気タービンシール装置１と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６４】
図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、蒸気タービンシール装置１Ｂは、ロータ２のロータグランド部に設けられた溝３と、溝３に嵌め込まれ、ロータ２の半径方向外側に突出して形成された複数のフィンを有する複列シールフィン６とから構成される。
【００６５】
複列シールフィン６はロータ２の周方向に延びた環状に形成され、溝３に嵌め込むための切り欠きを有する。また、複列シールフィン６は、円環の軸方向の断面視でＵ字状断面を有し、円環の半径方向外側に突出して形成されたハイ側フィン６ａおよびロー側フィン６ｂからなる２枚のシールフィンと、ハイ側フィン６ａおよびロー側フィン６ｂの内径に連なり円環の軸方向に突出して形成された底部６ｃとから形成される。シールフィン１４のＵ字状断面の底部６ｃの内径は、ロータ２に設けられた溝３の底面が形成する円の外径と略同径に形成される。
【００６６】
また、複列シールフィン６は円環の一部が切り欠かれ、この切り欠きの端部が溶接され、接合部６ｄが形成されて一体的な円環となる。なお、接合方法は溶接に限られるものではなく、融接、圧接、ろう接などの冶金的接合方法を採用できる。
【００６７】
ロータ２の表面には、複列シールフィン６の溶接部に対応させて、逃げ溝７が設けられる。逃げ溝７は、複列シールフィン６の溶接施工時に、ロータ２の本体に熱影響部や溶融部が生じないようにすること、および、複列シールフィン６の溶接部に裏波ビードが形成される空間を確保する。
【００６８】
本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｂによれば、複列シールフィン６は切れ目のない環状構造物となる。なお、複列シールフィン６がロータ２の周方向に延びた複数の弧状部材によって形成される場合であっても、それぞれの弧状部材の間に接合部６ｄが形成されることで、複列シールフィン６は切れ目のない環状構造物となる。
【００６９】
したがって、蒸気タービンが運転されると、複列シールフィン６には遠心力Ｆｓが作用する。このとき、複列シールフィン６には接線方向にフープ力が発生し、このフープ力によって複列シールフィン６にはロータ径方向内側へ向かう径方向反力ｆｐが生じる。複列シールフィン６に作用する遠心力Ｆｓは、径方向反力ｆｐによって複列シールフィン６の全周で緩和される。したがって、複列シールフィン６には、遠心力Ｆｓと径方向反力ｆｐとの差分の遠心力ΔＦｓ＝Ｆｓ−ｆｐが生じることになり、複列シールフィン６に作用する遠心力は大幅に低減される。遠心力ΔＦｓには、複列シールフィン６の円周方向の構造的な不連続部分や施工における不釣合い分が含まれる。
【００７０】
一方、複列シールフィン６に発生するフープ力に抗するため、複列シールフィン６の切り欠き部に形成された接合部６ｄには十分な強度が必要となる。複列シールフィン６によれば、ハイ側フィン６ａおよびロー側フィン６ｂが独立に接合される場合に比べて底部６ｃの接合面積が増加するので、接合部６ｄの面積を大きく接合部の強度を向上させることができる。
【００７１】
また、複列シールフィン６は、その断面形状がＵ字状に形成されるため、蒸気力による軸方向曲げに対する剛性が向上する。したがって、ロータ２の溝３は、シールフィンの軸方向変位を支持するだけでよく、シールフィンの蒸気力による軸方向曲げに対する剛性を確保するために溝３の深さを深くする必要が無くなり、溝３の深さを浅くすることができる。
【００７２】
さらに、本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｂによれば、コーキングピースは不要になり、コーキングピースによる複列シールフィン６の支持部の強度を確保する必要がなく、高い強度を有するコーキング材を必要としない。したがって、コーキングピースによる複列シールフィン６の支持部の信頼性が低下することはない。
【００７３】
さらに、ロータ２の軸径が大きく複列シールフィン６が大型化する場合に、コーキングピースによる複列シールフィン６の支持部の強度、信頼性を保つために、コーキング材の寸法を大きくする必要がない。したがって、複列シールフィン６間のロータ軸方向の間隔を大きく開ける必要がなくなり、軸シール機構としての性能を確実に確保できる。
【００７４】
他方、蒸気タービンの性能を高めるため、蒸気温度の高温化、タービンの大型化を実現する必要性があるが、本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｂでは、複列シールフィン６の接合部６ｄの強度、信頼性を確保することが容易であり、高温下での運転中、複列シールフィン６に作用する遠心力ΔＦｓに抗して複列シールフィン６を支持する接合部６ｄの強度、信頼性を確保することが可能である。
【００７５】
本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｂは、シールフィンの支持部の強度、信頼性に優れ、高温化大型蒸気タービンに適用が可能な蒸気タービンシール装置を提供することができる。
【００７６】
［第４の実施形態］
本発明に係る蒸気タービンシール装置の第４実施形態について、図６を参照して説明する。
【００７７】
図６は、本発明の第４実施形態に係る蒸気タービンシール装置を部分的に示した鳥瞰図である。
【００７８】
この蒸気タービンシール装置１Ｃにおいて第３実施形態の蒸気タービンシール装置１Ｂと同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００７９】
図６に示すように、蒸気タービンシール装置１Ｃは、ロータ２のロータグランド部に設けられた溝３と、溝３に嵌め込まれ、ロータ２の半径方向外側に突出して形成された複数のフィンを有する複列シールフィン６とから構成される。
【００８０】
複列シールフィン６はロータ２の周方向に延びた環状に形成され、溝３に嵌め込むための切り欠きを有する。また、複列シールフィン６は、この切り欠きの端部とロータ２の溝３とがロータ２の軸方向と周方向とに溶接され、接合部６ｅが形成されて一体的な円環となる。なお、接合方法は溶接に限られるものではなく、融接、圧接、ろう接などの冶金的接合方法を採用できる。
【００８１】
本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｃによれば、複列シールフィン６は切れ目のない環状構造物となる。なお、複列シールフィン６がロータ２の周方向に延びた複数の弧状部材によって形成される場合であっても、それぞれの弧状部材の間に接合部６ｅが形成されることで、複列シールフィン６は切れ目のない環状構造物となる。
【００８２】
本実施形態に係る複列シールフィン６の接合部６ｅは、複列シールフィン６の切り欠きの端部どうしを接合するのではなく、ロータ２の溝３に複列シールフィン６の切り欠きの端部をロータ周方向とロータ軸方向とに溶接して形成される。複列シールフィン６とロータ１の溝３との接合を複列シールフィン６の切り欠きの端部で行うことによって複列シールフィン６に作用する遠心力Ｆｓに対しては、切れ目のない環状のシールフィンと同様の効果が得られるとともに、接合部６ｅの領域を増すことができるので、複列シールフィン６の切り欠きの端部の接合部６ｅの強度を高くできる。
【００８３】
蒸気タービンのタービン効率を向上させるため、蒸気タービンシール装置１Ｃは、ロータ２の軸方向に多数列のシールフィンが設けられる。蒸気タービンシール装置１Ｃでは、ロータ２の溝３に複列シールフィン６の切り欠きの端部をロータ周方向とロータ軸方向とに溶接して接合されるため、溶接施工を行うトーチや電極などの接合装置の作業空間を確保し易く、また溶接ビードを研磨する必要がないので狭い範囲に多数のシールフィンを設け易い。
【００８４】
また、複列シールフィン６は、その断面形状がＵ字状に形成されるため、蒸気力による軸方向曲げに対する剛性が向上する。したがって、ロータ２の溝３は、シールフィンの軸方向変位を支持するだけでよく、シールフィンの蒸気力による軸方向曲げに対する剛性を確保するために溝３の深さを深くする必要が無くなり、溝３の深さを浅くすることができる。
【００８５】
さらに、本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｃによれば、コーキングピースは不要になり、コーキングピースによる複列シールフィン６の支持部の強度を確保する必要がなく、高い強度を有するコーキング材を必要としない。したがって、コーキングピースによる複列シールフィン６の支持部の信頼性が低下することはない。
【００８６】
さらにまた、ロータ２の軸径が大きく複列シールフィン６が大型化する場合に、コーキングピースによる複列シールフィン６の支持部の強度、信頼性を保つために、コーキング材の寸法を大きくする必要がない。したがって、複列シールフィン６間のロータ軸方向の間隔を大きく開ける必要がなくなり、軸シール機構としての性能を確実に確保できる。
【００８７】
他方、蒸気タービンの性能を高めるため、蒸気温度の高温化、タービンの大型化を実現する必要性があるが、本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｃでは、複列シールフィン６の接合部６ｅの強度、信頼性を確保することが容易であり、高温下での運転中、複列シールフィン６に作用する遠心力ΔＦｓに抗して複列シールフィン６を支持する接合部６ｅの強度、信頼性を確保することが可能である。
【００８８】
本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｃは、シールフィンの支持部の強度、信頼性に優れ、高温化大型蒸気タービンに適用が可能な蒸気タービンシール装置を提供することができる。
【００８９】
［第５の実施形態］
本発明に係る蒸気タービンシール装置の第５実施形態について、図７を参照して説明する。
【００９０】
図７（Ａ）は本発明の第５実施形態に係る蒸気タービンシール装置を部分的に示した鳥瞰図であり、（Ｂ）は本発明の第５実施形態に係る蒸気タービンシール装置のロータ周方向の部分的な断面図である。
【００９１】
この蒸気タービンシール装置１Ｄにおいて第３実施形態の蒸気タービンシール装置１Ｂと同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００９２】
図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、蒸気タービンシール装置１Ｄは、ロータ２のロータグランド部に設けられた溝３と、溝３に嵌め込まれ、ロータ２の半径方向外側に突出して形成された複数のフィンを有する複列シールフィン６と、複列シールフィン６に形成された切り欠き部が接合される結合基部８と、溝３に交差させてロータ２に形成され、結合基部８が係止されるダブデール結合溝９とから構成される。
【００９３】
複列シールフィン６はロータ２の周方向に延びた環状に形成され、溝３に嵌め込むための切り欠きを有する。また、複列シールフィン６は、この切り欠きの端部の底部６ｃと結合基部８とが溶接され、接合部６ｆが形成されて一体的な円環となる。なお、接合方法は溶接に限られるものではなく、融接、圧接、ろう接などの冶金的接合方法を採用できる。複列シールフィン６の切り欠き部は、フィン６ａ、６ｂがロータ径方向外側に向かって広がる開先形状に形成され、溶接作業の容易化が図られる。
【００９４】
結合基部８は、周方向断面視でフック部が設けられた楔形に形成され、複列シールフィン６に作用する遠心力によってダブデール結合溝９から外れることがない。結合基部８によって複列シールフィン６の溶接施工時に、ロータ２の本体に熱影響部や溶融部が生じない。
【００９５】
ダブデール結合溝９は、ロータ２の軸方向断面視で楔形の溝であり、複列シールフィン６の切り欠き部に接合された結合基部８に対応させて、ロータ２の表面のロータ軸方向に形成される。
【００９６】
なお、複数の複列シールフィン６に亘ってロータ軸方向にダブデール結合溝９を形成し、ロータ軸方向に長尺な結合基部８を設けて、１つの結合基部８に複数の複列シールフィン６を接合することが可能である。
【００９７】
本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｄによれば、複列シールフィン６は切れ目のない環状構造物となる。なお、複列シールフィン６がロータ２の周方向に延びた複数の弧状部材によって形成される場合であっても、それぞれの弧状部材の間に接合部６ｆが形成されることで、複列シールフィン６は切れ目のない環状構造物となる。
【００９８】
また、本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｄによれば、結合基部８によって複列シールフィン６の溶接施工時にロータ２に生じる熱影響を最小限に抑えることができる。また、ロータ２には溶接部が無いため経年後の複列シールフィン６の交換を容易にできる。
【００９９】
蒸気タービンのタービン効率を向上させるため、蒸気タービンシール装置１Ｄは、ロータ２の軸方向に多数列のシールフィンが設けられる。蒸気タービンシール装置１Ｄでは、ロータ２の溝３に複列シールフィン６の切り欠きの端部をロータ周方向とロータ軸方向とに溶接して接合されるため、溶接施工を行うトーチや電極などの接合装置の作業空間を確保し易く、また溶接ビードを研磨する必要がないので狭い範囲に多数のシールフィンを設け易い。
【０１００】
また、複列シールフィン６は、その断面形状がＵ字状に形成されるため、蒸気力による軸方向曲げに対する剛性が向上する。したがって、ロータ２の溝３は、シールフィンの軸方向変位を支持するだけでよく、シールフィンの蒸気力による軸方向曲げに対する剛性を確保するために溝３の深さを深くする必要が無くなり、溝３の深さを浅くすることができる。
【０１０１】
さらに、本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｄによれば、コーキングピースは不要になり、コーキングピースによる複列シールフィン６の支持部の強度を確保する必要がなく、高い強度を有するコーキング材を必要としない。したがって、コーキングピースによる複列シールフィン６の支持部の信頼性が低下することはない。
【０１０２】
さらにまた、ロータ２の軸径が大きく複列シールフィン６が大型化する場合に、コーキングピースによる複列シールフィン６の支持部の強度、信頼性を保つために、コーキング材の寸法を大きくする必要がない。したがって、複列シールフィン６間のロータ軸方向の間隔を大きく開ける必要がなくなり、軸シール機構としての性能を確実に確保できる。
【０１０３】
他方、蒸気タービンの性能を高めるため、蒸気温度の高温化、タービンの大型化を実現する必要性があるが、本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｄでは、複列シールフィン６の接合部６ｆの強度、信頼性を確保することが容易であり、高温下での運転中、複列シールフィン６に作用する遠心力ΔＦｓに抗して複列シールフィン６を支持する接合部６ｆの強度、信頼性を確保することが可能である。
【０１０４】
本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｄは、シールフィンの支持部の強度、信頼性に優れ、高温化大型蒸気タービンに適用が可能な蒸気タービンシール装置を提供することができる。
【０１０５】
［第６の実施形態］
本発明に係る蒸気タービンシール装置の第６実施形態について、図８を参照して説明する。
【０１０６】
図８は、本発明の第６実施形態に係る蒸気タービンシール装置を部分的に示した鳥瞰図である。
【０１０７】
この蒸気タービンシール装置１Ｅにおいて第１実施形態の蒸気タービンシール装置１と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１０８】
図８に示すように、蒸気タービンシール装置１Ｅは、ロータ２のロータグランド部に設けられた溝３と、溝３に嵌め込まれ、ロータ２の半径方向外側に突出して形成されたシールフィン４Ｂとから構成される。
【０１０９】
シールフィン４Ｂはロータ２の周方向に延びた環状に形成され、溝３に嵌め込むための切り欠きを有する。
【０１１０】
シールフィン４Ｂの切り欠き部の端部には、切り欠きの一方から他方に向かって結合部４ｈが延設され、切り欠きの他方には結合部１２ｅがロータ軸方向に重ねられる。結合部４ｈと、結合部４ｈに重ねあわされた切り欠きの他方の端部とは、連通されたリベット孔４ｉを有し、リベット孔４ｉにリベット１０がかしめられて接合部４ｊが形成される。すなわち、シールフィン４Ｂは結合部４ｈと、切り欠きの他方とがリベット１０によって接合されて一体的な円環となる。シールフィン４Ｂは、例えば３個のリベット１０によって結合される。なお、接合方法はリベットに限られるものではなく、ボルト、ナット結合などの機械的接合方法を採用できる。
【０１１１】
本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｅによれば、熱影響が生じる溶接などの冶金的結合方法ではなく、リベットのような機械的結合方法によってシールフィン４Ｂは切れ目のない環状構造物となる。なお、シールフィン４Ｂがロータ２の周方向に延びた複数の弧状部材によって形成される場合であっても、それぞれの弧状部材の間に接合部４ｊが形成されることで、シールフィン４Ｂは切れ目のない環状構造物となる。
【０１１２】
本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｅによれば、シールフィン４Ｂを容易に形成することが可能である。また、コーキングピースが不要となり、シールフィン４Ｂに発生するフープ力によってシールフィン４Ｂが支持される。
【０１１３】
また、本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｅによれば、コーキングピースによるシールフィン４Ｂの支持部の強度を確保する必要がなく、高い強度を有するコーキング材を必要としない。したがって、コーキングピースによるシールフィン４Ｂの支持部の信頼性が低下することはない。
【０１１４】
さらに、ロータ２の軸径が大きくシールフィン４Ｂが大型化する場合に、コーキングピースによるシールフィン４Ｂの支持部の強度、信頼性を保つために、コーキング材の寸法を大きくする必要がない。したがって、シールフィン４Ｂ間のロータ軸方向の間隔を大きく開ける必要がなくなり、軸シール機構としての性能を確実に確保できる。
【０１１５】
他方、蒸気タービンの性能を高めるため、蒸気温度の高温化、タービンの大型化を実現する必要性があるが、本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｅでは、シールフィン４Ｂの接合部４ｊの強度、信頼性を確保することが容易であり、高温下での運転中、シールフィン４Ｂに働く遠心力ΔＦｓに抗してシールフィン４Ｂを支持する接合部４ｊの強度、信頼性を確保することが可能である。
【０１１６】
本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｅは、シールフィン４Ｂの支持部の強度、信頼性に優れ、高温化大型蒸気タービンに適用が可能な蒸気タービンシール装置を提供することができる。
【０１１７】
［第７の実施形態］
本発明に係る蒸気タービンシール装置の第７実施形態について、図９を参照して説明する。
【０１１８】
図９（Ａ）は、本発明の第７実施形態に係る蒸気タービンシール装置を部分的に示した鳥瞰図であり、（Ｂ）は、本発明の第７実施形態に係る蒸気タービンシール装置のロータ周方向の部分的な断面図である。
【０１１９】
この蒸気タービンシール装置１Ｆにおいて第１実施形態の蒸気タービンシール装置１と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１２０】
図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、蒸気タービンシール装置１Ｆは、ロータ２のロータグランド部に設けられた溝３と、溝３に嵌め込まれ、ロータ２の半径方向外側に突出して形成された複数のフィンを有する複列シールフィン６と、複列シールフィン６に形成された切り欠き部が接合される結合基部８Ａと、溝３に沿ってロータ２に形成され、結合基部８が収容される逃げ溝７Ａとから構成される。
【０１２１】
複列シールフィン６はロータ２の周方向に延びた環状に形成され、溝３に嵌め込むための切り欠きを有する。また、複列シールフィン６は、この切り欠きの端部の底部６ｃと、結合基部８Ａとが接合されて一体的な円環となる。
【０１２２】
複列シールフィン６の切り欠き端部の底部６ｃには、結合基部８Ａが重ねられる。底部６ｃと結合基部８とは、連通されたリベット孔６ｇ、８ａを有し、リベット孔６ｇ、８ａにリベット１０がかしめられて接合部６ｈが形成される。すなわち、複列シールフィン６は底部６ｃと、結合基部８Ａとがリベット１０によって接合されて一体的な円環となる。複列シールフィン６は、例えば４個のリベット１０によって結合される。なお、接合方法はリベットに限られるものではなく、ボルト、ナット結合などの機械的接合方法を採用できる。
【０１２３】
ロータ２の表面には、複列シールフィン６に結合された結合基部８Ａに対応させて、逃げ溝７Ａが設けられる。逃げ溝７Ａは、複列シールフィン６を結合する結合基部８Ａ、および、複列シールフィン６を結合するリベット１０の頭を収容する空間を確保する。
【０１２４】
本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｆによれば、熱影響が生じる溶接などの冶金的結合方法ではなく、リベットのような機械的結合方法によって複列シールフィン６は切れ目のない環状構造物となる。なお、複列シールフィン６がロータ２の周方向に延びた複数の弧状部材によって形成される場合であっても、それぞれの弧状部材の間に接合部６ｈが形成されることで、複列シールフィン６は切れ目のない環状構造物となる。
【０１２５】
また、本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｆによれば、結合基部８Ａによって複列シールフィン６が機械的に接合されるので、ロータ２には溶接部が無い。また、経年後の複列シールフィン６の交換を容易にできる。
【０１２６】
蒸気タービンのタービン効率を向上させるため、蒸気タービンシール装置１Ｆは、ロータ２の軸方向に多数列のシールフィンが設けられる。蒸気タービンシール装置１Ｆでは、ロータ２の溝３に複列シールフィン６の切り欠きの端部を結合基部８Ａによって機械的に接合されるため、接合工具の作業空間を確保し易く、また溶接ビードを研磨する必要がないので狭い範囲に多数のシールフィンを設け易い。
【０１２７】
また、複列シールフィン６は、その断面形状がＵ字状に形成されるため、蒸気力による軸方向曲げに対する剛性が向上する。したがって、ロータ２の溝３は、シールフィンの軸方向変位を支持するだけでよく、シールフィンの蒸気力による軸方向曲げに対する剛性を確保するために溝３の深さを深くする必要が無くなり、溝３の深さを浅くすることができる。
【０１２８】
さらに、本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｆによれば、コーキングピースは不要になり、コーキングピースによる複列シールフィン６の支持部の強度を確保する必要がなく、高い強度を有するコーキング材を必要としない。したがって、コーキングピースによる複列シールフィン６の支持部の信頼性が低下することはない。
【０１２９】
さらにまた、ロータ２の軸径が大きく複列シールフィン６が大型化する場合に、コーキングピースによる複列シールフィン６の支持部の強度、信頼性を保つために、コーキング材の寸法を大きくする必要がない。したがって、複列シールフィン６間のロータ軸方向の間隔を大きく開ける必要がなくなり、軸シール機構としての性能を確実に確保できる。
【０１３０】
他方、蒸気タービンの性能を高めるため、蒸気温度の高温化、タービンの大型化を実現する必要性があるが、本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｆでは、複列シールフィン６の接合部６ｈの強度、信頼性を確保することが容易であり、高温下での運転中、複列シールフィン６に作用する遠心力ΔＦｓに抗して複列シールフィン６を支持する接合部６ｈの強度、信頼性を確保することが可能である。
【０１３１】
本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｆは、シールフィンの支持部の強度、信頼性に優れ、高温化大型蒸気タービンに適用が可能な蒸気タービンシール装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る蒸気タービンシール装置を部分的に切り欠いて示した鳥瞰図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る蒸気タービンシール装置に働く力を説明する図。
【図３】本発明の第２実施形態に係る蒸気タービンシール装置を部分的に切り欠いて示した鳥瞰図。
【図４】本発明の第２実施形態に係る蒸気タービンシール装置に働く力を説明する図。
【図５】（Ａ）は本発明の第３実施形態に係る蒸気タービンシール装置を部分的に示した鳥瞰図であり、（Ｂ）は本発明の第３実施形態に係る蒸気タービンシール装置のロータ軸方向の部分的な断面図。
【図６】本発明の第４実施形態に係る蒸気タービンシール装置を部分的に示した鳥瞰図。
【図７】（Ａ）は本発明の第５実施形態に係る蒸気タービンシール装置を部分的に示した鳥瞰図であり、（Ｂ）は本発明の第５実施形態に係る蒸気タービンシール装置のロータ周方向の部分的な断面図。
【図８】本発明の第６実施形態に係る蒸気タービンシール装置を部分的に示した鳥瞰図。
【図９】（Ａ）は本発明の第７実施形態に係る蒸気タービンシール装置を部分的に示した鳥瞰図であり、（Ｂ）は本発明の第７実施形態に係る蒸気タービンシール装置のロータ周方向の部分的な断面図。
【図１０】従来のラビリンスシールを用いた軸シール機構の模式的な縦断面図。
【図１１】従来の蒸気タービンシール装置の部分的な縦断面図。
【図１２】従来の蒸気タービンシール装置を構成するロータグランド部の部分的な縦断面図。
【図１３】従来の蒸気タービンシール装置を構成するシールフィンの斜視図。
【図１４】（Ａ）、（Ｂ）は、従来の蒸気タービンシール装置に働く力を説明する図。
【符号の説明】
【０１３３】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ 蒸気タービンシール装置
２ ロータ
３ 溝
４、４Ａ、４Ｂ シールフィン
４ａ、４ｂ 結合凸部
４ｃ 接合部
４ｄ フィン
４ｅ 底部
４ｆ 結合凸部
４ｇ 結合凹部
４ｈ 結合部
４ｉ リベット孔
４ｊ 接合部
５ コーキングピース
６ 複列シールフィン
６ａ ハイ側フィン
６ｂ ロー側フィン
６ｃ 底部
６ｄ 接合部
６ｅ 接合部
６ｆ 接合部
６ｇ リベット孔
６ｈ 接合部
７ 逃げ溝
８、８Ａ 結合基部
８ａ リベット孔
９ ダブデール結合溝
１０ リベット
２０ 従来のラビリンスシール
２１ ケーシング
２２ 回転軸
２３ ラビリンスシール絞り片
３０ 従来の蒸気タービンシール装置
３１ ロータ
３２ 溝
３３ シールフィン
３４ コーキングピース
３５ 係止部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気タービンのシャフトグランド部または翼先端などの非接触シール部に取り付けられるシールフィンに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、タービンなどの回転機械の回転部と静止部との隙間には、作動流体の軸方向の漏洩を防止してタービン効率を維持するため、軸シール機構が設けられる。
【０００３】
軸シール機構として、非接触式シールの一種であるラビリンスシールがある。
【０００４】
図１０は、従来のラビリンスシールを用いた軸シール機構の模式的な縦断面図である。
【０００５】
図１０に示すように、従来のラビリンスシール２０は、ケーシング２１と回転軸２２との隙間に、回転軸２２に固定されたラビリンスシール絞り片２３が設けられる。実線矢ｕで示された流れ方向の作動流体は、ラビリンスシール絞り片２３によって急縮小した後、急拡大する。ラビリンスシール２０のシール効果は、この急縮小と急拡大による流体抵抗によるものである。ラビリンスシール２０は、ラビリンスシール絞り片２３の先端とケーシング２１との隙間である軸シール隙間Ｗを小さくするほどシール性能を向上できる。しかし、ラビリンスシール絞り片２３の先端がケーシング２１に接触すると、軸振動（ラビング振動）が発生して過大になり、タービンの運転継続が困難になる。
【０００６】
また、蒸気タービンの軸シール機構である蒸気タービンシール装置として、ハイロー型ラビリンスシールがある。ハイロー型ラビリンスシールは、ケーシングである静止部側に複数のシールフィンを設け、このシールフィンをロータ表面に半径方向の間隔を開けて対向させて配置するとともに、シールフィンが対向するロータ表面部分に凹凸部を形成し、その凹凸部に合わせてシールフィン長さを有する。ハイロー型ラビリンスシール装置では、シールフィンとロータ凹凸部との半径方向の間隙を可能な限り微小に設定するか、ロータの軸方向にシールフィンを多数設けて蒸気通過距離を長くすることで、蒸気漏洩損失低減とそれによるタービン効率向上を図っている。
【０００７】
また、特許文献１および２に記載されたコーキングシールと呼ばれる埋め込み型の蒸気タービンシール装置がある。これは、静止部あるいは回転部に所定間隔で複数の溝が形成され、この溝にシールフィンがコーキングピースによってかしめられて支持される。コーキングシールでは、シールフィンを極めて薄く形成することが可能であって、放熱性を向上できるため、ロータの熱変形による過大な軸振動（ラビング振動）が起こりにくいという利点がある。
【０００８】
コーキングシールでは、シールフィンをロータグランド部に設ける場合、ロータの回転によってシールフィンに作用する遠心力の作用を考慮する必要がある。
【０００９】
特許文献３には、削出し、あるいは、コーキングによって外表面にシールフィンが設けられたスリーブをロータグランド部に嵌合させ、回り止めキーでスリーブを固定させる蒸気タービンシール装置が記載される。シールフィンが設けられたスリーブからなる別部材を、ロータグランド部に嵌合して組立てるので、シールフィンが摩耗や損傷した場合には、蒸気タービンシール装置の取替えが容易である。
【特許文献１】特開平５−１２５９０３号公報
【特許文献２】特開平５−１２５９０４号公報
【特許文献３】特開平１０−２９９４１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ロータグランド部にシールフィンを設ける場合には、シールフィンとロータとを一体的に削りだしたロータ一体シールフィンとすることが、シールフィンの強度上は最も有利である。しかし、シールフィンが損傷した場合には、ロータごと交換が必要になり、経済的に不利である。
【００１１】
また、特許文献３に記載のシールフィンが設けられたスリーブをロータグランド部に嵌合することは、ロータと別部材のホイールが接合されるガスタービンでは採用できるが、ロータとホイールとが一体的に削りだされる蒸気タービンでは、シールフィンが設けられたスリーブをロータグランド部に嵌合して組立てるような構造を採ることは難しい。
【００１２】
そこで、従来の蒸気タービンシール装置では、ロータグランド部に形成された溝に嵌め込まれたシールフィンがコーキングピースによってかしめられて支持される。しかし、コーキングピースによってシールフィンを支持する場合は、ロータ一体シールフィンに比べて強度を確保し難い。
【００１３】
図１１は、従来の蒸気タービンシール装置の部分的な縦断面図である。
【００１４】
図１１に示すように、従来の蒸気タービンシール装置３０は、ロータ３１のロータグランド部に設けられた溝３２にシールフィン３３が嵌め込まれ、コーキングピース３４がかしめられてシールフィン３３が溝３２に支持される。
【００１５】
図１２は、従来の蒸気タービンシール装置を構成するロータグランド部の部分的な縦断面図である。
【００１６】
図１２に示すように、従来の蒸気タービンシール装置３０を構成するロータ３１は、軸状に形成され、その表面の周方向には溝３２がロータ３１の軸方向に離間されて複数形成される。
【００１７】
図１３は、従来の蒸気タービンシール装置を構成するシールフィンの斜視図である。
【００１８】
図１３に示すように、従来の蒸気タービンシール装置３０を構成するシールフィン３３は、一部が切りかかれ円周方向に延びた環状に形成される。また、シールフィン３３は、円環の軸方向の断面視でＬ字状断面を有し、円環の半径方向外側に突出して形成されたフィンと、フィンの内径に連なり円環の軸方向に突出して形成された底部とから形成される。シールフィン３３のＬ字状断面の底部の内径は、ロータ３１に設けられた溝３２の底面が形成する円の外径と略同径に形成される。なお、シールフィン３３の断面形状はＪ字状に形成することもできる。
【００１９】
図１４（Ａ）、（Ｂ）は、従来の蒸気タービンシール装置に働く力を説明する図である。
【００２０】
図１４（Ａ）に示すように、従来の蒸気タービンシール装置３０には、蒸気タービンの運転中、シールフィン３３に作用する遠心力Ｆｓとコーキングピース３４に作用する遠心力Ｆｃとを、シールフィン３３と溝３２との間に生じる摩擦力ｆｓと、コーキングピース３４と溝３２との間に生じる摩擦力ｆｃとで支持している。すなわち、コーキングピース３４には、摩擦力ｆｓと摩擦力ｆｃとを発生させるために高いコーキングピース反力ｆが要求される。このため、図１４（Ｂ）のように、溝３２に鉤状の係止部３５を形成して、係止部３５の接触反力で遠心力Ｆｓと遠心力Ｆｃと支持することも行われている。
【００２１】
しかし、コーキングピース３４の施工後は、コーキングピース反力ｆの検出は困難である。また、蒸気タービンを高温下で運転した際のコーキングピース反力ｆの経年的な低下を確認することも困難である。さらに、溝３２に鉤状の係止部３５を形成した場合も、コーキングピース３４の塑性変形によって形成された係止部３５の状況を確認することが困難であり、係止部３５の高温強度が十分に確保できないことが懸念される。
【００２２】
すなわち、従来の蒸気タービンシール装置では、コーキングピースによるシールフィンの支持部の強度を確保するためには、高い強度を有するコーキング材が必要となる。しかし、コーキング材の強度が高くなるとコーキング時の作業性が悪化し、コーキングピースによるシールフィンの支持部の信頼性が低下する要因となる。
【００２３】
また、ロータの軸径が大きくシールフィンが大型化する場合には、コーキングピースによるシールフィンの支持部の強度、信頼性を保つためには、コーキング材の寸法も大きくする必要がある。しかし、コーキング材の寸法を大きくすると、シールフィン間のロータ軸方向の間隔を大きく開けることとなり、軸シール機構としての性能を確保し難くなる。したがって、コーキング材の寸法には制限があり、結果的にコーキングピースによるシールフィンの支持部の強度、信頼性を低下させる要因となる。
【００２４】
さらに、蒸気タービンの性能を高めるため、蒸気温度の高温化、タービンの大型化を実現する必要性がある。しかし、ロータグランド部に形成された溝にコーキングピースがかしめられてシールフィンが支持された従来の蒸気タービンシール装置では、コーキングピースによるシールフィンの支持部の強度、信頼性を確保することが困難であり、高温下での運転中、シールフィンに作用する遠心力に抗してシールフィンを支持する支持部の強度、信頼性を確保することが課題であった。
【００２５】
本発明は、シールフィン支持部の強度、信頼性に優れ、高温化大型蒸気タービンに適用が可能な蒸気タービンシール装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
前記の課題を解決するため本発明では、ロータの表面の周方向に設けられた溝に、シールフィンを嵌め込んで、前記ロータと静止部との間の蒸気をシールする蒸気タービンシール装置において、前記シールフィンは、前記シールフィンを前記溝に嵌め込むために設けられた切り欠き端部の相互間を接合する接合部が形成されて、一体的な円環とされたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、シールフィン支持部の強度、信頼性に優れ、高温化大型蒸気タービンに適用が可能な蒸気タービンシール装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明に係る蒸気タービンシール装置の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００２９】
［第１の実施形態］
本発明に係る蒸気タービンシール装置の第１実施形態について、図１から図２を参照して説明する。
【００３０】
図１は、本発明の第１実施形態に係る蒸気タービンシール装置を部分的に切り欠いて示した鳥瞰図である。
【００３１】
図１に示すように、蒸気タービンシール装置１は、ロータ２のロータグランド部に設けられた溝３と、溝３に嵌め込まれ、ロータ２の半径方向外側に突出して形成されたシールフィン４とから構成される。
【００３２】
ロータ２は、軸状に形成され、その表面の周方向には溝３がロータ２の軸方向に離間されて複数形成される。
【００３３】
溝３は、シールフィン４の板厚ｔより僅かに広い幅を有する。
【００３４】
シールフィン４はロータ２の周方向に延びた環状に形成され、溝３に嵌め込むための切り欠きを有する。シールフィン４の切り欠きの端部にはシールフィン４の内周側と外周側とにそれぞれロータ２の周方向に重なり合う結合凸部４ａ、４ｂが形成される。結合凸部４ａはシールフィン４の内周に沿って延設され、結合凸部４ｂはシールフィン４の外周に沿って延設される。結合凸部４ａ、４ｂの互いに突き合わされた端部が溶接されて接合部４ｃが形成される。すなわち、シールフィン４は切り欠き端部に形成された結合凸部４ａ、４ｂが結合されて一体的な円環となる。
【００３５】
したがって、本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１によればシールフィン４は切れ目のない環状構造物となる。なお、シールフィン４がロータ２の周方向に延びた複数の弧状部材によって形成される場合であっても、それぞれの弧状部材の間に接合部４ｃが形成されることで、シールフィン４は切れ目のない環状構造物となる。
【００３６】
図２は、本発明の第１実施形態に係る蒸気タービンシール装置に働く力を説明する図である。
【００３７】
図２に示すように、シールフィン４の下端部は、ロータ２の溝３に嵌合され、シールフィン４の倒れこみとロータ軸方向変位とが支持される。
【００３８】
蒸気タービンが運転されると、シールフィン４には接線方向にフープ力が発生し、このフープ力によってシールフィン４にはロータ径方向内側に向かう径方向反力ｆｐが生じる。シールフィン４に作用する遠心力Ｆｓは、径方向反力ｆｐによってシールフィン４の全周で緩和される。したがって、シールフィン４には、遠心力Ｆｓと径方向反力ｆｐとの差分の遠心力ΔＦｓ＝Ｆｓ−ｆｐが生じることになり、シールフィン４に作用する遠心力は大幅に低減される。遠心力ΔＦｓには、シールフィン４の円周方向の構造的な不連続部分や施工における不釣合い分が含まれる。
【００３９】
また、シールフィン４は、遠心力ΔＦｓによって径方向外側へ広がる。溝３は、シールフィン４の内径ｒが遠心力ΔＦｓによって径方向外側へ広がってもシールフィン４が抜け出すことのない溝深さＤを有する。
【００４０】
本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１によれば、シールフィン４を容易に形成することが可能である。また、コーキングピースが不要となり、シールフィン４に発生するフープ力によってシールフィン４が支持される。
【００４１】
また、本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１によれば、コーキングピースによるシールフィン４の支持部の強度を確保する必要がなく、高い強度を有するコーキング材を必要としない。したがって、コーキングピースによるシールフィン４の支持部の信頼性が低下することはない。
【００４２】
さらに、ロータ２の軸径が大きくシールフィン４が大型化する場合に、コーキングピースによるシールフィン４の支持部の強度、信頼性を保つために、コーキング材の寸法を大きくする必要がない。したがって、シールフィン４間のロータ軸方向の間隔を大きく開ける必要がなくなり、軸シール機構としての性能を確実に確保できる。
【００４３】
他方、蒸気タービンの性能を高めるため、蒸気温度の高温化、タービンの大型化を実現する必要性があるが、本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１では、シールフィン４の接合部４ｃの強度、信頼性を確保することが容易であり、高温下での運転中、シールフィン４に働く遠心力ΔＦｓに抗してシールフィン４を支持する接合部４ｃの強度、信頼性を確保することが可能である。
【００４４】
本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１は、シールフィン４の支持部の強度、信頼性に優れ、高温化大型蒸気タービンに適用が可能な蒸気タービンシール装置を提供することができる。
【００４５】
［第２の実施形態］
本発明に係る蒸気タービンシール装置の第２実施形態について、図３から図４を参照して説明する。
【００４６】
図３は、本発明の第２実施形態に係る蒸気タービンシール装置を部分的に切り欠いて示した鳥瞰図である。
【００４７】
この蒸気タービンシール装置１Ａにおいて第１実施形態の蒸気タービンシール装置１と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４８】
図３に示すように、蒸気タービンシール装置１Ａは、ロータ２のロータグランド部に設けられた溝３にシールフィン４Ａが嵌め込まれ、コーキングピース５がかしめられてシールフィン４Ａが溝３に支持される。
【００４９】
シールフィン４Ａはロータ２の周方向に延びた環状に形成され、溝３に嵌め込むための切り欠きを有する。また、シールフィン４Ａは、円環の軸方向の断面視でＬ字状断面を有し、円環の半径方向外側に突出して形成されたフィン４ｄと、フィン４ｄの内径に連なり円環の軸方向に突出して形成された底部４ｅとから形成される。シールフィン４ＡのＬ字状断面の底部４ｅの内径は、ロータ２に設けられた溝３の底面が形成する円の外径と略同径に形成される。なお、シールフィン４Ａの断面形状はＪ字状に形成することもできる。
【００５０】
シールフィン４Ａの切り欠き部のフィン４ｄの端部には、切り欠きの一方から他方に向かって結合凸部４ｆが延設され、切り欠きの他方には結合凸部４ｆに重ね合わせられる結合凹部４ｇが形成される。結合凸部４ｆと結合凹部４ｇとの互いに重ね合わされた部分が接合されて接合部４ｃが形成される。すなわち、シールフィン４Ａは結合凸部４ｆ、結合凹部４ｇが接合されて一体的な円環となる。接合部４ｃは、結合凸部４ｆと結合凹部４ｇとを、例えば４箇所でスポット溶接して形成される。なお、接合方法は溶接に限られるものではなく、融接、圧接、ろう接などの冶金的接合方法を採用できる。
【００５１】
コーキングピース５は、ロータ２のロータグランド部に設けられた溝３に嵌め込まれたシールフィン４Ａと溝３との間にかしめられて、シールフィン４Ａと溝３とにコーキングピース反力ｆを付勢させる。
【００５２】
本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ａによればシールフィン４Ａは切れ目のない環状構造物となる。なお、シールフィン４Ａがロータ２の周方向に延びた複数の弧状部材によって形成される場合であっても、それぞれの弧状部材の間に接合部４ｃが形成されることで、シールフィン４Ａは切れ目のない環状構造物となる。
【００５３】
図４は、本発明の第２実施形態に係る蒸気タービンシール装置に働く力を説明する図である。
【００５４】
図４に示すように、蒸気タービンが運転されると、シールフィン４Ａには遠心力Ｆｓが作用し、コーキングピース５には遠心力Ｆｃが作用する。このときコーキングピース反力ｆによって、シールフィン４Ａと溝３との間には摩擦力ｆｓが作用し、コーキングピース５と溝３との間には摩擦力ｆｃが作用して、シールフィン４Ａが支持される。シールフィン４Ａには接線方向にフープ力が発生し、このフープ力によってシールフィン４Ａにはロータ径方向内側へ向かう径方向反力ｆｐが生じる。シールフィン４Ａに作用する遠心力Ｆｓは、径方向反力ｆｐによってシールフィン４Ａの全周で緩和される。したがって、シールフィン４Ａには、遠心力Ｆｓと径方向反力ｆｐとの差分の遠心力ΔＦｓ＝Ｆｓ−ｆｐが生じることになり、シールフィン４Ａに作用する遠心力は大幅に低減される。遠心力ΔＦｓには、シールフィン４Ａの円周方向の構造的な不連続部分や施工における不釣合い分が含まれる。
【００５５】
すなわち、コーキングピース５が支持する遠心力は、コーキングピース５に作用する遠心力Ｆｃとシールフィン４Ａに作用する遠心力ΔＦｓとの合計の遠心力に減少する。そうすると、コーキングピース反力ｆが小さい場合でもシールフィン４Ａをロータ２に支持することが可能となり、シールフィン４Ａの支持部の強度、信頼性が高くなる。また、従来の蒸気タービンシール装置３０のように溝３に鉤状の係止部を形成して、係止部の接触反力で遠心力ΔＦｓと遠心力Ｆｃと支持することも容易になる。
【００５６】
本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ａによれば、シールフィン４Ａに発生するフープ力によってシールフィン４Ａが支持される。
【００５７】
また、本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ａによれば、コーキングピース５によるシールフィン４Ａの支持部の強度を確保するために、高い強度を有するコーキング材を必要としない。したがって、コーキングピース５によるシールフィン４Ａの支持部の信頼性が低下することはない。
【００５８】
さらに、ロータ２の軸径が大きくシールフィン４Ａが大型化する場合に、コーキングピース５によるシールフィン４Ａの支持部の強度、信頼性を保つために、コーキング材の寸法を大きくする必要がない。したがって、シールフィン４Ａ間のロータ軸方向の間隔を大きく開ける必要がなくなり、軸シール機構としての性能を確実に確保できる。
【００５９】
さらにまた、蒸気タービンの性能を高めるため、蒸気温度の高温化、タービンの大型化を実現する必要性があるが、本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ａでは、コーキングピース５によるシールフィン４Ａの支持部の強度、信頼性を確保することが容易であり、高温下での運転中、シールフィン４Ａに作用する遠心力ΔＦｓに抗してシールフィン４Ａを支持する支持部の強度、信頼性を確保することが可能である。
【００６０】
本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ａは、シールフィン４Ａの支持部の強度、信頼性に優れ、高温化大型蒸気タービンに適用が可能な蒸気タービンシール装置を提供することができる。
【００６１】
［第３の実施形態］
本発明に係る蒸気タービンシール装置の第３実施形態について、図５を参照して説明する。
【００６２】
図５（Ａ）は本発明の第３実施形態に係る蒸気タービンシール装置を部分的に示した鳥瞰図であり、（Ｂ）は本発明の第３実施形態に係る蒸気タービンシール装置のロータ軸方向の部分的な断面図である。
【００６３】
この蒸気タービンシール装置１Ｂにおいて第１実施形態の蒸気タービンシール装置１と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６４】
図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、蒸気タービンシール装置１Ｂは、ロータ２のロータグランド部に設けられた溝３と、溝３に嵌め込まれ、ロータ２の半径方向外側に突出して形成された複数のフィンを有する複列シールフィン６とから構成される。
【００６５】
複列シールフィン６はロータ２の周方向に延びた環状に形成され、溝３に嵌め込むための切り欠きを有する。また、複列シールフィン６は、円環の軸方向の断面視でＵ字状断面を有し、円環の半径方向外側に突出して形成されたハイ側フィン６ａおよびロー側フィン６ｂからなる２枚のシールフィンと、ハイ側フィン６ａおよびロー側フィン６ｂの内径に連なり円環の軸方向に突出して形成された底部６ｃとから形成される。シールフィン１４のＵ字状断面の底部６ｃの内径は、ロータ２に設けられた溝３の底面が形成する円の外径と略同径に形成される。
【００６６】
また、複列シールフィン６は円環の一部が切り欠かれ、この切り欠きの端部が溶接され、接合部６ｄが形成されて一体的な円環となる。なお、接合方法は溶接に限られるものではなく、融接、圧接、ろう接などの冶金的接合方法を採用できる。
【００６７】
ロータ２の表面には、複列シールフィン６の溶接部に対応させて、逃げ溝７が設けられる。逃げ溝７は、複列シールフィン６の溶接施工時に、ロータ２の本体に熱影響部や溶融部が生じないようにすること、および、複列シールフィン６の溶接部に裏波ビードが形成される空間を確保する。
【００６８】
本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｂによれば、複列シールフィン６は切れ目のない環状構造物となる。なお、複列シールフィン６がロータ２の周方向に延びた複数の弧状部材によって形成される場合であっても、それぞれの弧状部材の間に接合部６ｄが形成されることで、複列シールフィン６は切れ目のない環状構造物となる。
【００６９】
したがって、蒸気タービンが運転されると、複列シールフィン６には遠心力Ｆｓが作用する。このとき、複列シールフィン６には接線方向にフープ力が発生し、このフープ力によって複列シールフィン６にはロータ径方向内側へ向かう径方向反力ｆｐが生じる。複列シールフィン６に作用する遠心力Ｆｓは、径方向反力ｆｐによって複列シールフィン６の全周で緩和される。したがって、複列シールフィン６には、遠心力Ｆｓと径方向反力ｆｐとの差分の遠心力ΔＦｓ＝Ｆｓ−ｆｐが生じることになり、複列シールフィン６に作用する遠心力は大幅に低減される。遠心力ΔＦｓには、複列シールフィン６の円周方向の構造的な不連続部分や施工における不釣合い分が含まれる。
【００７０】
一方、複列シールフィン６に発生するフープ力に抗するため、複列シールフィン６の切り欠き部に形成された接合部６ｄには十分な強度が必要となる。複列シールフィン６によれば、ハイ側フィン６ａおよびロー側フィン６ｂが独立に接合される場合に比べて底部６ｃの接合面積が増加するので、接合部６ｄの面積を大きく接合部の強度を向上させることができる。
【００７１】
また、複列シールフィン６は、その断面形状がＵ字状に形成されるため、蒸気力による軸方向曲げに対する剛性が向上する。したがって、ロータ２の溝３は、シールフィンの軸方向変位を支持するだけでよく、シールフィンの蒸気力による軸方向曲げに対する剛性を確保するために溝３の深さを深くする必要が無くなり、溝３の深さを浅くすることができる。
【００７２】
さらに、本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｂによれば、コーキングピースは不要になり、コーキングピースによる複列シールフィン６の支持部の強度を確保する必要がなく、高い強度を有するコーキング材を必要としない。したがって、コーキングピースによる複列シールフィン６の支持部の信頼性が低下することはない。
【００７３】
さらに、ロータ２の軸径が大きく複列シールフィン６が大型化する場合に、コーキングピースによる複列シールフィン６の支持部の強度、信頼性を保つために、コーキング材の寸法を大きくする必要がない。したがって、複列シールフィン６間のロータ軸方向の間隔を大きく開ける必要がなくなり、軸シール機構としての性能を確実に確保できる。
【００７４】
他方、蒸気タービンの性能を高めるため、蒸気温度の高温化、タービンの大型化を実現する必要性があるが、本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｂでは、複列シールフィン６の接合部６ｄの強度、信頼性を確保することが容易であり、高温下での運転中、複列シールフィン６に作用する遠心力ΔＦｓに抗して複列シールフィン６を支持する接合部６ｄの強度、信頼性を確保することが可能である。
【００７５】
本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｂは、シールフィンの支持部の強度、信頼性に優れ、高温化大型蒸気タービンに適用が可能な蒸気タービンシール装置を提供することができる。
【００７６】
［第４の実施形態］
本発明に係る蒸気タービンシール装置の第４実施形態について、図６を参照して説明する。
【００７７】
図６は、本発明の第４実施形態に係る蒸気タービンシール装置を部分的に示した鳥瞰図である。
【００７８】
この蒸気タービンシール装置１Ｃにおいて第３実施形態の蒸気タービンシール装置１Ｂと同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００７９】
図６に示すように、蒸気タービンシール装置１Ｃは、ロータ２のロータグランド部に設けられた溝３と、溝３に嵌め込まれ、ロータ２の半径方向外側に突出して形成された複数のフィンを有する複列シールフィン６とから構成される。
【００８０】
複列シールフィン６はロータ２の周方向に延びた環状に形成され、溝３に嵌め込むための切り欠きを有する。また、複列シールフィン６は、この切り欠きの端部とロータ２の溝３とがロータ２の軸方向と周方向とに溶接され、接合部６ｅが形成されて一体的な円環となる。なお、接合方法は溶接に限られるものではなく、融接、圧接、ろう接などの冶金的接合方法を採用できる。
【００８１】
本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｃによれば、複列シールフィン６は切れ目のない環状構造物となる。なお、複列シールフィン６がロータ２の周方向に延びた複数の弧状部材によって形成される場合であっても、それぞれの弧状部材の間に接合部６ｅが形成されることで、複列シールフィン６は切れ目のない環状構造物となる。
【００８２】
本実施形態に係る複列シールフィン６の接合部６ｅは、複列シールフィン６の切り欠きの端部どうしを接合するのではなく、ロータ２の溝３に複列シールフィン６の切り欠きの端部をロータ周方向とロータ軸方向とに溶接して形成される。複列シールフィン６とロータ１の溝３との接合を複列シールフィン６の切り欠きの端部で行うことによって複列シールフィン６に作用する遠心力Ｆｓに対しては、切れ目のない環状のシールフィンと同様の効果が得られるとともに、接合部６ｅの領域を増すことができるので、複列シールフィン６の切り欠きの端部の接合部６ｅの強度を高くできる。
【００８３】
蒸気タービンのタービン効率を向上させるため、蒸気タービンシール装置１Ｃは、ロータ２の軸方向に多数列のシールフィンが設けられる。蒸気タービンシール装置１Ｃでは、ロータ２の溝３に複列シールフィン６の切り欠きの端部をロータ周方向とロータ軸方向とに溶接して接合されるため、溶接施工を行うトーチや電極などの接合装置の作業空間を確保し易く、また溶接ビードを研磨する必要がないので狭い範囲に多数のシールフィンを設け易い。
【００８４】
また、複列シールフィン６は、その断面形状がＵ字状に形成されるため、蒸気力による軸方向曲げに対する剛性が向上する。したがって、ロータ２の溝３は、シールフィンの軸方向変位を支持するだけでよく、シールフィンの蒸気力による軸方向曲げに対する剛性を確保するために溝３の深さを深くする必要が無くなり、溝３の深さを浅くすることができる。
【００８５】
さらに、本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｃによれば、コーキングピースは不要になり、コーキングピースによる複列シールフィン６の支持部の強度を確保する必要がなく、高い強度を有するコーキング材を必要としない。したがって、コーキングピースによる複列シールフィン６の支持部の信頼性が低下することはない。
【００８６】
さらにまた、ロータ２の軸径が大きく複列シールフィン６が大型化する場合に、コーキングピースによる複列シールフィン６の支持部の強度、信頼性を保つために、コーキング材の寸法を大きくする必要がない。したがって、複列シールフィン６間のロータ軸方向の間隔を大きく開ける必要がなくなり、軸シール機構としての性能を確実に確保できる。
【００８７】
他方、蒸気タービンの性能を高めるため、蒸気温度の高温化、タービンの大型化を実現する必要性があるが、本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｃでは、複列シールフィン６の接合部６ｅの強度、信頼性を確保することが容易であり、高温下での運転中、複列シールフィン６に作用する遠心力ΔＦｓに抗して複列シールフィン６を支持する接合部６ｅの強度、信頼性を確保することが可能である。
【００８８】
本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｃは、シールフィンの支持部の強度、信頼性に優れ、高温化大型蒸気タービンに適用が可能な蒸気タービンシール装置を提供することができる。
【００８９】
［第５の実施形態］
本発明に係る蒸気タービンシール装置の第５実施形態について、図７を参照して説明する。
【００９０】
図７（Ａ）は本発明の第５実施形態に係る蒸気タービンシール装置を部分的に示した鳥瞰図であり、（Ｂ）は本発明の第５実施形態に係る蒸気タービンシール装置のロータ周方向の部分的な断面図である。
【００９１】
この蒸気タービンシール装置１Ｄにおいて第３実施形態の蒸気タービンシール装置１Ｂと同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００９２】
図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、蒸気タービンシール装置１Ｄは、ロータ２のロータグランド部に設けられた溝３と、溝３に嵌め込まれ、ロータ２の半径方向外側に突出して形成された複数のフィンを有する複列シールフィン６と、複列シールフィン６に形成された切り欠き部が接合される結合基部８と、溝３に交差させてロータ２に形成され、結合基部８が係止されるダブデール結合溝９とから構成される。
【００９３】
複列シールフィン６はロータ２の周方向に延びた環状に形成され、溝３に嵌め込むための切り欠きを有する。また、複列シールフィン６は、この切り欠きの端部の底部６ｃと結合基部８とが溶接され、接合部６ｆが形成されて一体的な円環となる。なお、接合方法は溶接に限られるものではなく、融接、圧接、ろう接などの冶金的接合方法を採用できる。複列シールフィン６の切り欠き部は、フィン６ａ、６ｂがロータ径方向外側に向かって広がる開先形状に形成され、溶接作業の容易化が図られる。
【００９４】
結合基部８は、周方向断面視でフック部が設けられた楔形に形成され、複列シールフィン６に作用する遠心力によってダブデール結合溝９から外れることがない。結合基部８によって複列シールフィン６の溶接施工時に、ロータ２の本体に熱影響部や溶融部が生じない。
【００９５】
ダブデール結合溝９は、ロータ２の軸方向断面視で楔形の溝であり、複列シールフィン６の切り欠き部に接合された結合基部８に対応させて、ロータ２の表面のロータ軸方向に形成される。
【００９６】
なお、複数の複列シールフィン６に亘ってロータ軸方向にダブデール結合溝９を形成し、ロータ軸方向に長尺な結合基部８を設けて、１つの結合基部８に複数の複列シールフィン６を接合することが可能である。
【００９７】
本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｄによれば、複列シールフィン６は切れ目のない環状構造物となる。なお、複列シールフィン６がロータ２の周方向に延びた複数の弧状部材によって形成される場合であっても、それぞれの弧状部材の間に接合部６ｆが形成されることで、複列シールフィン６は切れ目のない環状構造物となる。
【００９８】
また、本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｄによれば、結合基部８によって複列シールフィン６の溶接施工時にロータ２に生じる熱影響を最小限に抑えることができる。また、ロータ２には溶接部が無いため経年後の複列シールフィン６の交換を容易にできる。
【００９９】
蒸気タービンのタービン効率を向上させるため、蒸気タービンシール装置１Ｄは、ロータ２の軸方向に多数列のシールフィンが設けられる。蒸気タービンシール装置１Ｄでは、ロータ２の溝３に複列シールフィン６の切り欠きの端部をロータ周方向とロータ軸方向とに溶接して接合されるため、溶接施工を行うトーチや電極などの接合装置の作業空間を確保し易く、また溶接ビードを研磨する必要がないので狭い範囲に多数のシールフィンを設け易い。
【０１００】
また、複列シールフィン６は、その断面形状がＵ字状に形成されるため、蒸気力による軸方向曲げに対する剛性が向上する。したがって、ロータ２の溝３は、シールフィンの軸方向変位を支持するだけでよく、シールフィンの蒸気力による軸方向曲げに対する剛性を確保するために溝３の深さを深くする必要が無くなり、溝３の深さを浅くすることができる。
【０１０１】
さらに、本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｄによれば、コーキングピースは不要になり、コーキングピースによる複列シールフィン６の支持部の強度を確保する必要がなく、高い強度を有するコーキング材を必要としない。したがって、コーキングピースによる複列シールフィン６の支持部の信頼性が低下することはない。
【０１０２】
さらにまた、ロータ２の軸径が大きく複列シールフィン６が大型化する場合に、コーキングピースによる複列シールフィン６の支持部の強度、信頼性を保つために、コーキング材の寸法を大きくする必要がない。したがって、複列シールフィン６間のロータ軸方向の間隔を大きく開ける必要がなくなり、軸シール機構としての性能を確実に確保できる。
【０１０３】
他方、蒸気タービンの性能を高めるため、蒸気温度の高温化、タービンの大型化を実現する必要性があるが、本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｄでは、複列シールフィン６の接合部６ｆの強度、信頼性を確保することが容易であり、高温下での運転中、複列シールフィン６に作用する遠心力ΔＦｓに抗して複列シールフィン６を支持する接合部６ｆの強度、信頼性を確保することが可能である。
【０１０４】
本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｄは、シールフィンの支持部の強度、信頼性に優れ、高温化大型蒸気タービンに適用が可能な蒸気タービンシール装置を提供することができる。
【０１０５】
［第６の実施形態］
本発明に係る蒸気タービンシール装置の第６実施形態について、図８を参照して説明する。
【０１０６】
図８は、本発明の第６実施形態に係る蒸気タービンシール装置を部分的に示した鳥瞰図である。
【０１０７】
この蒸気タービンシール装置１Ｅにおいて第１実施形態の蒸気タービンシール装置１と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１０８】
図８に示すように、蒸気タービンシール装置１Ｅは、ロータ２のロータグランド部に設けられた溝３と、溝３に嵌め込まれ、ロータ２の半径方向外側に突出して形成されたシールフィン４Ｂとから構成される。
【０１０９】
シールフィン４Ｂはロータ２の周方向に延びた環状に形成され、溝３に嵌め込むための切り欠きを有する。
【０１１０】
シールフィン４Ｂの切り欠き部の端部には、切り欠きの一方から他方に向かって結合部４ｈが延設され、切り欠きの他方には結合部１２ｅがロータ軸方向に重ねられる。結合部４ｈと、結合部４ｈに重ねあわされた切り欠きの他方の端部とは、連通されたリベット孔４ｉを有し、リベット孔４ｉにリベット１０がかしめられて接合部４ｊが形成される。すなわち、シールフィン４Ｂは結合部４ｈと、切り欠きの他方とがリベット１０によって接合されて一体的な円環となる。シールフィン４Ｂは、例えば３個のリベット１０によって結合される。なお、接合方法はリベットに限られるものではなく、ボルト、ナット結合などの機械的接合方法を採用できる。
【０１１１】
本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｅによれば、熱影響が生じる溶接などの冶金的結合方法ではなく、リベットのような機械的結合方法によってシールフィン４Ｂは切れ目のない環状構造物となる。なお、シールフィン４Ｂがロータ２の周方向に延びた複数の弧状部材によって形成される場合であっても、それぞれの弧状部材の間に接合部４ｊが形成されることで、シールフィン４Ｂは切れ目のない環状構造物となる。
【０１１２】
本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｅによれば、シールフィン４Ｂを容易に形成することが可能である。また、コーキングピースが不要となり、シールフィン４Ｂに発生するフープ力によってシールフィン４Ｂが支持される。
【０１１３】
また、本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｅによれば、コーキングピースによるシールフィン４Ｂの支持部の強度を確保する必要がなく、高い強度を有するコーキング材を必要としない。したがって、コーキングピースによるシールフィン４Ｂの支持部の信頼性が低下することはない。
【０１１４】
さらに、ロータ２の軸径が大きくシールフィン４Ｂが大型化する場合に、コーキングピースによるシールフィン４Ｂの支持部の強度、信頼性を保つために、コーキング材の寸法を大きくする必要がない。したがって、シールフィン４Ｂ間のロータ軸方向の間隔を大きく開ける必要がなくなり、軸シール機構としての性能を確実に確保できる。
【０１１５】
他方、蒸気タービンの性能を高めるため、蒸気温度の高温化、タービンの大型化を実現する必要性があるが、本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｅでは、シールフィン４Ｂの接合部４ｊの強度、信頼性を確保することが容易であり、高温下での運転中、シールフィン４Ｂに働く遠心力ΔＦｓに抗してシールフィン４Ｂを支持する接合部４ｊの強度、信頼性を確保することが可能である。
【０１１６】
本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｅは、シールフィン４Ｂの支持部の強度、信頼性に優れ、高温化大型蒸気タービンに適用が可能な蒸気タービンシール装置を提供することができる。
【０１１７】
［第７の実施形態］
本発明に係る蒸気タービンシール装置の第７実施形態について、図９を参照して説明する。
【０１１８】
図９（Ａ）は、本発明の第７実施形態に係る蒸気タービンシール装置を部分的に示した鳥瞰図であり、（Ｂ）は、本発明の第７実施形態に係る蒸気タービンシール装置のロータ周方向の部分的な断面図である。
【０１１９】
この蒸気タービンシール装置１Ｆにおいて第１実施形態の蒸気タービンシール装置１と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１２０】
図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、蒸気タービンシール装置１Ｆは、ロータ２のロータグランド部に設けられた溝３と、溝３に嵌め込まれ、ロータ２の半径方向外側に突出して形成された複数のフィンを有する複列シールフィン６と、複列シールフィン６に形成された切り欠き部が接合される結合基部８Ａと、溝３に沿ってロータ２に形成され、結合基部８が収容される逃げ溝７Ａとから構成される。
【０１２１】
複列シールフィン６はロータ２の周方向に延びた環状に形成され、溝３に嵌め込むための切り欠きを有する。また、複列シールフィン６は、この切り欠きの端部の底部６ｃと、結合基部８Ａとが接合されて一体的な円環となる。
【０１２２】
複列シールフィン６の切り欠き端部の底部６ｃには、結合基部８Ａが重ねられる。底部６ｃと結合基部８とは、連通されたリベット孔６ｇ、８ａを有し、リベット孔６ｇ、８ａにリベット１０がかしめられて接合部６ｈが形成される。すなわち、複列シールフィン６は底部６ｃと、結合基部８Ａとがリベット１０によって接合されて一体的な円環となる。複列シールフィン６は、例えば４個のリベット１０によって結合される。なお、接合方法はリベットに限られるものではなく、ボルト、ナット結合などの機械的接合方法を採用できる。
【０１２３】
ロータ２の表面には、複列シールフィン６に結合された結合基部８Ａに対応させて、逃げ溝７Ａが設けられる。逃げ溝７Ａは、複列シールフィン６を結合する結合基部８Ａ、および、複列シールフィン６を結合するリベット１０の頭を収容する空間を確保する。
【０１２４】
本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｆによれば、熱影響が生じる溶接などの冶金的結合方法ではなく、リベットのような機械的結合方法によって複列シールフィン６は切れ目のない環状構造物となる。なお、複列シールフィン６がロータ２の周方向に延びた複数の弧状部材によって形成される場合であっても、それぞれの弧状部材の間に接合部６ｈが形成されることで、複列シールフィン６は切れ目のない環状構造物となる。
【０１２５】
また、本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｆによれば、結合基部８Ａによって複列シールフィン６が機械的に接合されるので、ロータ２には溶接部が無い。また、経年後の複列シールフィン６の交換を容易にできる。
【０１２６】
蒸気タービンのタービン効率を向上させるため、蒸気タービンシール装置１Ｆは、ロータ２の軸方向に多数列のシールフィンが設けられる。蒸気タービンシール装置１Ｆでは、ロータ２の溝３に複列シールフィン６の切り欠きの端部を結合基部８Ａによって機械的に接合されるため、接合工具の作業空間を確保し易く、また溶接ビードを研磨する必要がないので狭い範囲に多数のシールフィンを設け易い。
【０１２７】
また、複列シールフィン６は、その断面形状がＵ字状に形成されるため、蒸気力による軸方向曲げに対する剛性が向上する。したがって、ロータ２の溝３は、シールフィンの軸方向変位を支持するだけでよく、シールフィンの蒸気力による軸方向曲げに対する剛性を確保するために溝３の深さを深くする必要が無くなり、溝３の深さを浅くすることができる。
【０１２８】
さらに、本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｆによれば、コーキングピースは不要になり、コーキングピースによる複列シールフィン６の支持部の強度を確保する必要がなく、高い強度を有するコーキング材を必要としない。したがって、コーキングピースによる複列シールフィン６の支持部の信頼性が低下することはない。
【０１２９】
さらにまた、ロータ２の軸径が大きく複列シールフィン６が大型化する場合に、コーキングピースによる複列シールフィン６の支持部の強度、信頼性を保つために、コーキング材の寸法を大きくする必要がない。したがって、複列シールフィン６間のロータ軸方向の間隔を大きく開ける必要がなくなり、軸シール機構としての性能を確実に確保できる。
【０１３０】
他方、蒸気タービンの性能を高めるため、蒸気温度の高温化、タービンの大型化を実現する必要性があるが、本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｆでは、複列シールフィン６の接合部６ｈの強度、信頼性を確保することが容易であり、高温下での運転中、複列シールフィン６に作用する遠心力ΔＦｓに抗して複列シールフィン６を支持する接合部６ｈの強度、信頼性を確保することが可能である。
【０１３１】
本実施形態に係る蒸気タービンシール装置１Ｆは、シールフィンの支持部の強度、信頼性に優れ、高温化大型蒸気タービンに適用が可能な蒸気タービンシール装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る蒸気タービンシール装置を部分的に切り欠いて示した鳥瞰図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る蒸気タービンシール装置に働く力を説明する図。
【図３】本発明の第２実施形態に係る蒸気タービンシール装置を部分的に切り欠いて示した鳥瞰図。
【図４】本発明の第２実施形態に係る蒸気タービンシール装置に働く力を説明する図。
【図５】（Ａ）は本発明の第３実施形態に係る蒸気タービンシール装置を部分的に示した鳥瞰図であり、（Ｂ）は本発明の第３実施形態に係る蒸気タービンシール装置のロータ軸方向の部分的な断面図。
【図６】本発明の第４実施形態に係る蒸気タービンシール装置を部分的に示した鳥瞰図。
【図７】（Ａ）は本発明の第５実施形態に係る蒸気タービンシール装置を部分的に示した鳥瞰図であり、（Ｂ）は本発明の第５実施形態に係る蒸気タービンシール装置のロータ周方向の部分的な断面図。
【図８】本発明の第６実施形態に係る蒸気タービンシール装置を部分的に示した鳥瞰図。
【図９】（Ａ）は本発明の第７実施形態に係る蒸気タービンシール装置を部分的に示した鳥瞰図であり、（Ｂ）は本発明の第７実施形態に係る蒸気タービンシール装置のロータ周方向の部分的な断面図。
【図１０】従来のラビリンスシールを用いた軸シール機構の模式的な縦断面図。
【図１１】従来の蒸気タービンシール装置の部分的な縦断面図。
【図１２】従来の蒸気タービンシール装置を構成するロータグランド部の部分的な縦断面図。
【図１３】従来の蒸気タービンシール装置を構成するシールフィンの斜視図。
【図１４】（Ａ）、（Ｂ）は、従来の蒸気タービンシール装置に働く力を説明する図。
【符号の説明】
【０１３３】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ 蒸気タービンシール装置
２ ロータ
３ 溝
４、４Ａ、４Ｂ シールフィン
４ａ、４ｂ 結合凸部
４ｃ 接合部
４ｄ フィン
４ｅ 底部
４ｆ 結合凸部
４ｇ 結合凹部
４ｈ 結合部
４ｉ リベット孔
４ｊ 接合部
５ コーキングピース
６ 複列シールフィン
６ａ ハイ側フィン
６ｂ ロー側フィン
６ｃ 底部
６ｄ 接合部
６ｅ 接合部
６ｆ 接合部
６ｇ リベット孔
６ｈ 接合部
７ 逃げ溝
８、８Ａ 結合基部
８ａ リベット孔
９ ダブデール結合溝
１０ リベット
２０ 従来のラビリンスシール
２１ ケーシング
２２ 回転軸
２３ ラビリンスシール絞り片
３０ 従来の蒸気タービンシール装置
３１ ロータ
３２ 溝
３３ シールフィン
３４ コーキングピース
３５ 係止部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータの表面の周方向に設けられた溝に、シールフィンを嵌め込んで、前記ロータと静止部との間の蒸気をシールする蒸気タービンシール装置において、
前記シールフィンは、前記シールフィンを前記溝に嵌め込むために設けられた切り欠き端部の相互間を接合する接合部が形成されて、一体的な円環とされたことを特徴とする蒸気タービンシール装置。
【請求項２】
前記シールフィンは、軸方向にＬ字状断面またはＪ字状断面に形成され、円環の半径方向外側に突出して形成されたフィンと、前記フィンの内径に連なり円環の軸方向に突出して形成された底部とから形成され、
前記シールフィンを前記溝に嵌め込むための切り欠き端部は、前記フィンが周方向に重ね合わされ、
前記接合部は、前記フィンが周方向に重ね合わされた部分が接合されて形成されたことを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービンシール装置。
【請求項３】
前記シールフィンは、軸方向にＵ字状断面に形成され、円環の半径方向外側に突出して形成された２枚のフィンと、前記フィンの内径に連なり円環の軸方向に突出して形成された底部とから形成されたことを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービンシール装置。
【請求項４】
前記シールフィンは、軸方向にＵ字状断面に形成され、円環の半径方向外側に突出して形成された２枚のフィンと、前記フィンの内径に連なり円環の軸方向に突出して形成された底部とから形成され、
前記接合部は、前記シールフィンを前記溝に嵌め込むための切り欠き端部のフィンと底部と、前記溝とが接合されて形成されたことを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービンシール装置。
【請求項５】
前記ロータ表面に前記溝に直交させて設けられた軸方向楔形溝に、楔形断面の結合基部が挿入され、
前記接合部は、前記シールフィンを前記溝に嵌め込むための切り欠き端部と前記結合基部とが接合されて形成されたことを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービンシール装置。
【請求項６】
前記シールフィンは、軸方向にＵ字状断面に形成され、円環の半径方向外側に突出して形成された２枚のフィンと、前記フィンの内径に連なり円環の軸方向に突出して形成された底部とから形成されたことを特徴とする請求項５に記載の蒸気タービンシール装置。
【請求項７】
前起接合部が形成される前記シールフィンを前記溝に嵌め込むための切り欠き端部に対応させて、前記ロータの表面部に逃げ溝が設けられたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の蒸気タービンシール装置。
【請求項８】
前記接合部は、機械的に接合されて形成されたことを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービンシール装置。
【請求項９】
前記シールフィンは、軸方向にＵ字状断面に形成され、円環の半径方向外側に突出して形成された２枚のフィンと、前記フィンの内径に連なり円環の軸方向に突出して形成された底部とから形成され、
前記接合部は、前記シールフィンを前記溝に嵌め込むための切り欠き端部と結合基部とが機械的に接合されて形成されたことを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービンシール装置。
【請求項１０】
前記接合部は、リベット、ピン、または、ボルトとナットで接合されたことを特徴とする請求項８または９に記載の蒸気タービンシール装置。
【請求項１１】
前記シールフィンは、複数の弧状部材によって形成され、前記弧状部材の端部の相互間を接合する接合部が形成されて、一体的な円環とされたことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の蒸気タービンシール装置。
【請求項１】
ロータの表面の周方向に設けられた溝に、シールフィンを嵌め込んで、前記ロータと静止部との間の蒸気をシールする蒸気タービンシール装置において、
前記シールフィンは、前記シールフィンを前記溝に嵌め込むために設けられた切り欠き端部の相互間を接合する接合部が形成されて、一体的な円環とされたことを特徴とする蒸気タービンシール装置。
【請求項２】
前記シールフィンは、軸方向にＬ字状断面またはＪ字状断面に形成され、円環の半径方向外側に突出して形成されたフィンと、前記フィンの内径に連なり円環の軸方向に突出して形成された底部とから形成され、
前記シールフィンを前記溝に嵌め込むための切り欠き端部は、前記フィンが周方向に重ね合わされ、
前記接合部は、前記フィンが周方向に重ね合わされた部分が接合されて形成されたことを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービンシール装置。
【請求項３】
前記シールフィンは、軸方向にＵ字状断面に形成され、円環の半径方向外側に突出して形成された２枚のフィンと、前記フィンの内径に連なり円環の軸方向に突出して形成された底部とから形成されたことを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービンシール装置。
【請求項４】
前記シールフィンは、軸方向にＵ字状断面に形成され、円環の半径方向外側に突出して形成された２枚のフィンと、前記フィンの内径に連なり円環の軸方向に突出して形成された底部とから形成され、
前記接合部は、前記シールフィンを前記溝に嵌め込むための切り欠き端部のフィンと底部と、前記溝とが接合されて形成されたことを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービンシール装置。
【請求項５】
前記ロータ表面に前記溝に直交させて設けられた軸方向楔形溝に、楔形断面の結合基部が挿入され、
前記接合部は、前記シールフィンを前記溝に嵌め込むための切り欠き端部と前記結合基部とが接合されて形成されたことを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービンシール装置。
【請求項６】
前記シールフィンは、軸方向にＵ字状断面に形成され、円環の半径方向外側に突出して形成された２枚のフィンと、前記フィンの内径に連なり円環の軸方向に突出して形成された底部とから形成されたことを特徴とする請求項５に記載の蒸気タービンシール装置。
【請求項７】
前起接合部が形成される前記シールフィンを前記溝に嵌め込むための切り欠き端部に対応させて、前記ロータの表面部に逃げ溝が設けられたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の蒸気タービンシール装置。
【請求項８】
前記接合部は、機械的に接合されて形成されたことを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービンシール装置。
【請求項９】
前記シールフィンは、軸方向にＵ字状断面に形成され、円環の半径方向外側に突出して形成された２枚のフィンと、前記フィンの内径に連なり円環の軸方向に突出して形成された底部とから形成され、
前記接合部は、前記シールフィンを前記溝に嵌め込むための切り欠き端部と結合基部とが機械的に接合されて形成されたことを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービンシール装置。
【請求項１０】
前記接合部は、リベット、ピン、または、ボルトとナットで接合されたことを特徴とする請求項８または９に記載の蒸気タービンシール装置。
【請求項１１】
前記シールフィンは、複数の弧状部材によって形成され、前記弧状部材の端部の相互間を接合する接合部が形成されて、一体的な円環とされたことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の蒸気タービンシール装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００９−２２１９８２（Ｐ２００９−２２１９８２Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６８０６６（Ｐ２００８−６８０６６）
【出願日】平成２０年３月１７日（２００８．３．１７）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１７日（２００８．３．１７）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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