蒸気タービン用の熱作動式クリアランス減少
【課題】蒸気タービンの回転部品と静止部品の間のシールに多用されるラビリンスシール歯のクリアランスはシールに悪影響を及ぼす。蒸気タービンが停止状態から定常状態に移行する際に、蒸気漏れ経路が温度差により作動するシールで閉鎖される機構が必要である。
【解決手段】蒸気タービンに適用される熱作動式流路クリアランスシールは、温度差によって作動し、回転部品と静止部品との間にある蒸気流路の半径方向クリアランスをシール又は縮小するものである。蒸気タービンの温度が定常状態に達すると、熱作動式アクチュエータ２３５は、ダイヤフラム外側リング２１０の温度差に応じて、ピストン２２０をダイヤフラム外側リング２１０からバケットカバー２００のシール歯２０５に向かって移動させる。
【解決手段】蒸気タービンに適用される熱作動式流路クリアランスシールは、温度差によって作動し、回転部品と静止部品との間にある蒸気流路の半径方向クリアランスをシール又は縮小するものである。蒸気タービンの温度が定常状態に達すると、熱作動式アクチュエータ２３５は、ダイヤフラム外側リング２１０の温度差に応じて、ピストン２２０をダイヤフラム外側リング２１０からバケットカバー２００のシール歯２０５に向かって移動させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、蒸気タービンの回転部品と静止部品の間のシールに関し、特に、タービンが停止状態から定常状態運転に移行する際に静止部品で形成される温度差によって作動するシール即ちクリアランスリデューサに関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービンでは、回転部品と静止部品の間のシールは、蒸気タービン性能の重要な部材である。蒸気漏れ経路の数及び規模が大きいほど、蒸気タービンの効率の損失が増すことは明らかであろう。例えば、静止部品のダイアフラムとロータの間又は回転部品のロータバケット先端と静止シュラウドの間のシールに多用されるラビリンスシール歯は、蒸気タービンの始動又は運転停止などの過渡運転時に半径方向及び周方向に移動できるようにかなりのクリアランスを維持しておく必要がある。勿論、これらのクリアランスはシールに悪影響を及ぼす。また、複数の独立したシール表面、半径方向クリアランスの公差累積及び複数のシールの組立てに関するクリアランスの問題があり、いずれも蒸気タービン効率に悪影響を低下させるおそれがある。さらに、蒸気タービンの効率を向上させるだけでなく、タービンの各種部品を修理及び補修できる能力及びかかる部品について既知の反復境界条件を作成する能力を向上させるシールを生成のは多くの場合困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６９２６４９５号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の１つの態様では、蒸気タービンを提供する。蒸気タービンは、複数の軸方向位置に離隔しかつ周方向に離隔した複数のバケットを含む回転部品を備える。複数のバケットの各々は、１以上のシール歯を含む隣接カバーを備える先端を有する。蒸気タービンはさらに、ダイヤフラム外側リングを各々有する複数のダイヤフラムを含む静止部品を備える。複数のダイヤフラムは、軸方向に、複数のバケットの隣り合った列の間に配置される。各列は、タービンを通る蒸気流路の一部を画成するタービン段を形成する。各ダイヤフラム外側リングは、その内部に形成された１以上の溝を有する。蒸気タービンはさらに、回転部品及び静止部品の周辺に配置され、蒸気漏れ経路の一部をシールする隙間閉鎖部品を備える。隙間閉鎖部品は、複数の隙間閉鎖具を含む。複数の隙間閉鎖具の各々は、それぞれのダイヤフラム外側リングの１以上の溝内で、タービン段の各バケットカバーの１以上のシール歯の周囲に位置する。複数の隙間閉鎖具の各々は、タービンが停止状態から定常状態運転に移行する際にダイヤフラム外側リングに形成される温度差によって作動する。複数の隙間閉鎖具の各々が作動すると、バケットカバーの１以上のシール歯及びダイヤフラム外側リング内の蒸気漏れ経路がシールされる。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】従来の各種シールを例示する、蒸気タービンの部分断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による隙間閉鎖具の概略断面図である。
【図３】温度差の存在下で熱作動状態にある図２の隙間閉鎖具を示す概略断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態による隙間閉鎖具の概略断面図である。
【図５】温度差の存在下で熱作動状態にある図４の隙間閉鎖具の概略断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態による隙間閉鎖具の概略断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態による隙間閉鎖具の概略断面図である。
【図８】温度差の存在下で熱作動状態にある図７の隙間閉鎖具を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
図面、特に図１に、回転部品１０５及び静止部品１１０を有する蒸気タービン１００の一部を示す。回転部品１０５は、例えば、周方向に離隔した複数のバケット１２０がタービンの複数の軸方向位置に離隔して各タービン段の部分をなすように装着されたロータ１１５を含む。静止部品１１０は、各バケットと共に蒸気タービン１００の様々な段を形成するノズルを画成する隔壁１３０を取り付けた複数のダイヤフラム１２５を含む。図１に示すように、ダイヤフラム１２５の外側リング１３５は、バケット１２０の先端に隣接するシュラウド又はカバー１４５をシールするための１列以上のシール歯１４０を担持する。同様に、ダイヤフラム１２５の内側リング１５０は、弧状シールセグメント１５５を備える。このシールセグメントは、ロータ１１５をシールするための半径方向内方に突出する高低歯１６０を有する。図示のように、同様のシールが蒸気タービン１００の様々な段に設置されている。蒸気流路の方向を、矢印１６５により示す。
【０００７】
図２は、本発明の第１実施形態による隙間閉鎖部品の概略断面図である。図２には、図３〜図８も同様、図１に示す蒸気タービンの回転部品及び静止部品の一部であって、本明細書に記載の各種隙間閉鎖具の動作を説明するのに必要な部分のみを示す。特に、図２には、蒸気タービンの回転部品としてシール歯２０５を備えるバケット先端及びカバー２００と、蒸気タービンの静止部品として溝２１５を備えるダイヤフラム外側リング２１０とを示す。
【０００８】
図２の実施形態の隙間閉鎖部品は、ダイヤフラム外側リング２１０の溝２１５に配置されたピストン２２０を含む。図２に示すように、ピストン２２０は、第１ピストン２２５及び第２ピストン２３０を備える。第１ピストン２２５の幅は、第２ピストン２３０の幅よりも大きい。図２の隙間閉鎖部品は、ピストン２２０に隣接するダイヤフラム外側リング２１０の溝２１５に位置する熱作動式アクチュエータ２３５も包含する。熱作動式アクチュエータ２３５は、ピストン２２０の第１ピストン２２５に隣接するダイヤフラム外側リング２１０の溝２１５に位置する。図２の隙間閉鎖部品は、ピストン２２０に隣接するダイヤフラム外側リング２１０の溝２１５に位置するディアクティベータ２４０も包含する。ディアクティベータ２４０は、ピストン２２０の第２ピストン２３０に隣接するダイヤフラム外側リング２１０の溝２１５に位置する。
【０００９】
本発明の一実施形態では、熱作動式アクチュエータ２３５は、１以上の任意の熱作動式作動素子を包含しており、これにより、温度差に応じてピストン２２０を蒸気タービンの蒸気漏れ経路内でダイヤフラム外側リング２１０の溝２１５からバケットカバー２００のシール歯２０５に向かって移動させることができる。この用途に好適な熱作動式作動素子として、例えば、ストリップ、ディスク、ワッシャ又はその他の態様のバイメタル素子が挙げられるが、これらに限定されない。本開示においては、熱作動式アクチュエータ２３５をバイメタル素子としているが、当業者には明らかなように、異なる熱膨張特性を有する材料を含むその他の素子も適用可能である。
【００１０】
本発明の一実施形態では、ディアクティベータ２４０は、タービンが定常状態運転から停止状態に移行する際に、バケットカバー２００のシール歯２０５からダイヤフラム外側リング２１０へ向かうピストン２２０の戻りを促進する任意の戻り機構を備える。ディアクティベータとしてこの用途に好適な部品としては、例えば、スプリング部品及びエラストマー部品が挙げられるが、これらに限定されない。図２に示すように、ディアクティベータ２４０はスプリング部品である。当業者に明らかなように、バケットカバー２００のシール歯２０５から外側のダイヤフラム外側リングへ向かうピストン２２０の戻りを促進するためのスプリング部品として、様々な異なる寸法及び形状のものを使用することができる。当業者には、１つのスプリング部品でもディアクティベータ２４０として使用可能であることが理解できよう。さらに、別の実施形態では、スプリング部品を利用しない隙間閉鎖部品を具備することも可能である。この実施形態では、重力によりタービンの下半分にあるピストンが初期位置へ戻るので、戻り機構を必要としない。
【００１１】
図２において、蒸気タービンは停止状態であるため、ダイヤフラム外側リング２１０は低温である。蒸気タービンの温度が定常状態に達すると、熱作動式アクチュエータ２３５は、ダイヤフラム外側リング２１０の温度差に応じて、ピストン２２０をダイヤフラム外側リング２１０からバケットカバー２００のシール歯２０５に向かって移動させる。
【００１２】
図３は、定常状態運転モードにおける蒸気タービンを示す。即ち、ダイヤフラム外側リング２１０がその定常状態温度に達して、熱作動式アクチュエータ２３５がピストン２２０を変形及び移動させることになり、ディアクティベータ（即ち、スプリング部品）２４０のスプリング荷重の不均衡が生じる。これにより、ダイヤフラム外側リング２１０からシール歯２０５に向かってピストン２２０が蒸気漏れ経路内に押し込まれ、それらの間のクリアランスを閉鎖する。
【００１３】
図４は、本発明の第２実施形態による隙間閉鎖部品の概略断面図である。図４において、図２〜図３で用いた部品と同様のものには、その参照番号が図４で用いることを示す数字４で始まること以外は、同様の参照番号が付与されている。図４の実施形態では、エラストマー部品４７５はダイヤフラム外側リング４１０の溝４１５内に位置し、ピストン４２０の第１ピストン４２５及び溝４１５の上部に当接する。図４に示すように、２つのエラストマー部品４７５が存在しており、ピストン４２０の荷重の均衡を保つために各々がピストン４２０の第２ピストン４３０の両側にある。当業者に明らかなように、ピストン４２０の第２ピストン４３０の両側で３以上のエラストマー部品４７５を使用してもよく、又は、場合によっては１つのエラストマー部品のみを使用してもよい。さらに、当業者には明らかなように、バケットカバー４００のシール歯４０５からダイヤフラム外側リング４１０へ向かうピストン４２０の戻りを促進するエラストマー部品として、様々に異なる寸法及び形状のものを使用することができる。例えば、エラストマー部品は、中実であっても中空であってもよい。蒸気タービンの低温段においてエラストマー部品４７５として適用可能なエラストマー材料として、例えば、デュポン・ダウ・エラストマーズ社（ＤｕＰｏｎｔ Ｄｏｗ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ）の登録商標であるＶＩＴＯＮ（華氏４００度）及びダウ・コーニング・コーポレーション（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｏｉｎ）の登録商標であるＳＩＬＡＳＴＩＣ（華氏６００度）が挙げられるが、これらに限定されない。
【００１４】
図４において、蒸気タービンは停止状態であるため、ダイヤフラム外側リング４１０は低温である。蒸気タービンがその定常状態温度に達すると、熱作動式アクチュエータ４３５は、ダイヤフラム外側リング４１０内の温度差に応じて、ピストン４２０をダイヤフラム外側リング４１０からバケットカバー４００のシール歯４０５に向かって移動させる。
【００１５】
スプリング部品をディアクティベータ２４０として用いる図２及び図３に示す実施形態と同様に、ダイヤフラム外側リング４１０内の温度変化により、熱作動式アクチュエータ４３５が変形し、エラストマー部品（即ち、ディアクティベータ４７５）の荷重が不均衡になり、ピストン４２０が蒸気漏れ経路に押し込まれる。図５には、定常状態運転モードにある蒸気タービンを示す。この時、ダイヤフラム外側リング４１０の温度が定常状態に達して、熱作動式アクチュエータ４３５がピストン４２０を変形及び移動させることになり、ディアクティベータ（即ち、エラストマー部品）４７５の荷重の不均衡が生じる。これにより、ピストン４２０がダイヤフラム外側リング４１０からシール歯４０５に向かって蒸気漏れ経路に押し込まれ、それらの間のクリアランスを閉鎖する。蒸気タービンの運転状態が定常状態から低温状態に移行した後、熱作動式アクチュエータ４３５はその休止位置の原型（即ち、停止状態）に戻り、ピストン４３０が蒸気漏れ経路及びシール歯４０５からダイヤフラム外側リング４１０の溝４１５内に戻ることになる。この休止位置では、この位置でピストン４３０の均衡を保つために、エラストマー部品４７５に荷重がかる。スプリング部品を利用する実施形態に関して上述したように、エラストマー部品を利用しない隙間閉鎖部品を具備することも可能である。この実施形態では、ピストンは重力によりその初期位置に戻ることになる。この場合、重力により、ピストン４３０がタービンの下半分の元の位置に戻る。
【００１６】
図６は、本発明の第３実施形態による隙間閉鎖具の概略断面図である。図６は蒸気タービンの概略図のみを示される点で図２〜図５と同様であるが、図６には、蒸気タービンの回転部品及び静止部品が詳細に示されている。図６には特に、シール歯６１０を備える先端カバー６０５と、ダブテール６１５と、先端カバー６０５とダブテール６１５の間の翼形６２０とを有する回転部品としてのバケット６００を示す。静止部品は、ダイヤフラム外側リング６２５と、ダイヤフラム外側リング６２５とダイヤフラム内側リング６４０の間に位置する取付隔壁６３５とを含む。図６の実施形態に示す追加部品には、ダイヤフラム外側リング６２５の溝６５５内に位置する１以上のシール歯６５０を有するシールキャリア６４５がある。シールキャリア６４５は、バケットカバー６０５の１以上のシール歯６１０に対して半径方向にある。シールキャリア６４５は、蒸気タービンの回転部品及び静止部品を流れるシール経路をシールする役目を果たす。
【００１７】
この実施形態では、図６に示す実施形態の隙間閉鎖部品には、ダイヤフラム外側リング６２５の溝６５５内に位置する第１熱作動素子６６０及び第２熱作動素子６６５が含まれる。第１熱作動素子６６０及び第２熱作動素子６６５は互いに対向しており、バケットカバー６０５のシール歯６１０及びシールキャリア６４５のシール歯６５０の軸方向に位置する。第１熱作動素子６６０及び第２熱作動素子６６５は、蒸気タービン内の温度差に応じて、バケットカバー６０５のシール歯６１０及びシールキャリア６４５のシール歯６５０に向かって移動する。一実施形態では、第１熱作動素子６６０及び第２熱作動素子６６５は、バイメタル板を含み得る１以上の熱作動素子を含む。当業者には明らかなように、異なる熱膨張特性を有する材料を含む素子など、その他の熱作動素子も使用することができる。さらに別の実施形態では、１つの熱作動素子のみからなる隙間閉鎖部品を具備することも可能である。或いは、図６に示す熱作動素子を３以上使用することも可能である。
【００１８】
図６において、蒸気タービンは停止状態にあるため、ダイヤフラム外側リング６２５は低温である。蒸気タービンの温度がその定常状態に達すると、第１熱作動素子６６０及び第２熱作動素子６６５は、温度差に応じてバケットカバー６０５のシール歯６１０及びシールキャリア６４５のシール歯６５０に向かって移動する。特に、第１熱作動素子６６０は蒸気漏れ経路の下流に向かって曲がり、第２熱作動素子６６５は蒸気漏れ経路の上流に向かって曲がる。第１熱作動素子６６０及び第２熱作動素子６６５はいずれも、バケット６００の先端の蒸気漏れを制限するように作用する。蒸気タービンの運転が定常状態から低温状態に移行した後、第１熱作動素子６６０及び第２熱作動素子６６５は、その休止位置の原型（即ち、停止状態）に戻る。特に、第１熱作動素子６６０は再び曲がって蒸気流路の上流の休止位置に戻り、第２熱作動素子６６５は再び曲がって蒸気流路の下流の休止位置に戻る。
【００１９】
当業者に明らかなように、第１熱作動素子６６０及び第２熱作動素子６６５を蒸気タービン内のその他の位置においても、漏れを制限するために使用することができる。例えば、第１熱作動素子６６０及び第２熱作動素子６６５を内側根元シールに適用し、漏れを制限することができる。
【００２０】
図７〜図８は、本発明の第４実施形態による隙間閉鎖具の概略断面図である。図７〜図８は蒸気タービンの概略図のみを示す点で図６と同様であるが、図７〜図８には蒸気タービンの回転部品及び静止部品が詳細に示されていない。図７〜図８には特に、回転部品としてのシール歯７１０を備える先端カバー７０５を有するバケット７００と、静止部品としてのダイヤフラム外側リング７１５及び取付隔壁７２０を示す。１以上のシール歯７３０を有するシールキャリア７２５は、ダイヤフラム外側リング７１５の延長部７４０の溝７３５内に位置する。
【００２１】
図７〜図８に示す実施形態の隙間閉鎖部品には、ダイヤフラム外側リング７１５の溝７５０内に位置するピストン７４５が含まれており、このピストンは、バケットカバー７０５のシール歯７１０の軸方向にある。ピストン７４５は、第１部分７５５及び第２部分７６０を有する。第１部分７５５の幅は、第２部分７６０よりも大きい。さらに、第２部分７６０からは、軸方向外方に突出するシール歯７６５がある。シール歯７６５は、ピストン７４５の第２部分７６０から軸方向外方に突出し、温度差に応じてダイヤフラム外側リング７１５からバケットカバー７０５のシール歯７１０に向かって蒸気漏れ経路に押し込まれる。
【００２２】
さらに、図７〜図８の実施形態の隙間閉鎖部品には、ピストン７４５に隣接するダイヤフラム外側リング７１５の溝７５０内に位置する熱作動式アクチュエータ７７０が含まれている。熱作動式アクチュエータ７７０は、ピストン７４５の第１ピストン７５５に隣接するダイヤフラム外側リング７１５の溝７５０内に位置する。熱作動式アクチュエータ７７０は、温度差に応じてピストン７４５を蒸気漏れ経路内のダイヤフラム外側リング７１５からバケットカバー７０５のシール歯７１０に向かって移動させる。上述の実施形態と同様、熱作動式アクチュエータ７７０として、例えば、ストリップ、ディスク、ワッシャ又はその他の形状の形態をとり得るバイメタル素子を用いることができる。同様に、異なる熱膨張特性を有する材料を含むその他の素子も使用することができる。
【００２３】
さらに、図７〜図８の実施形態の隙間閉鎖部品には、ピストン７４５に隣接するダイヤフラム外側リング７１５の溝７５０内に位置するディアクティベータ７７５が含まれている。具体的には、ディアクティベータ７７５は、ピストン７４５の第２ピストン７６０に隣接するダイヤフラム外側リング７１５の溝７５０内に位置する。ディアクティベータ７７５は、タービンの運転が定常状態から停止状態に移行する際に、バケットカバー７０５のシール歯７１０からダイヤフラム外側リング７１５に向かって蒸気漏れ経路からピストン７４５を戻す。図７〜図８の実施形態では、ディアクティベータ７７５としてスプリング部品を含むが、当業者には明らかなように、図４〜図５の実施形態に示すエラストマー部品などのピストン７４５の荷重の均衡を保つためのその他の部品を使用することもできる。かかる実施形態に関して上述したように、ディアクティベータ７７５（例えば、スプリング部品、エラストマー部品）を必ずしも利用しなくてもよい。この実施形態では、ピストン７４５がロータに接触するまでその作動位置にとどまり、そこで軽い摩擦が生じることにより、ピストン７４５が初期位置に押し戻される。
【００２４】
図７において、蒸気タービンが停止状態であるため、ダイヤフラム外側リング７１５は低温である。蒸気タービンの温度が定常状態に達すると、熱作動式アクチュエータ７７０は、ダイヤフラム外側リング７１５内の温度差に応じて、ピストン７４５及び１以上のシール歯７６５をダイヤフラム外側リング７１５からバケットカバー７０５のシール歯７１０に向かって移動させる。図８はその定常状態運転モードにある蒸気タービンを示しており、熱作動式アクチュエータ７７０がピストン７４５を変形及び移動させ、ディアクティベータ（即ち、スプリング部品）７７５のスプリング荷重の不均衡が生じる。これにより、ダイヤフラム外側リング７１５からシール歯７１０に向かって蒸気漏れ経路にピストン７４５及びそのシール歯７６５が押し込まれる。この実施形態では、ピストン７４５と共にシール歯７６５が用いられているが、当業者には明らかなように、単一のシール歯のみを有する、又は、シール歯を全く持たないピストン７４５を用いた実施形態も可能である。
【００２５】
以上、本発明を好適な実施形態を用いて例証的に示し、説明してきたが、明らかなように、本発明には当業者に想起可能な様々な改変形態及び修正形態が存在する。従って、添付の特許請求の範囲は、本発明の教示内容が包含するかかる改変及び修正のすべてを網羅していることを理解されたい。
【符号の説明】
【００２６】
１００ 蒸気タービン
１０５ 回転部品
１１０ 静止部品
１１５ ロータ
１２０ バケット
１２５ 複数のダイヤフラム
１３０ 取付隔壁
１３５ 外側リング
１４０ シール歯
１４５ シュラウド又はカバー
１５０ 内側リング
１５５ 弧状シールセグメント
１６０ 高低歯
１６５ 蒸気流路
２００ バケット先端及びカバー
２０５ シール歯
２１０ ダイヤフラム外側リング
２１５ 溝
２２０ ピストン
２２５ ピストンの第１ピストン
２３０ ピストンの第２ピストン
２３５ 熱作動式アクチュエータ
２４０ ディアクティベータ
２４５ 蒸気流路
４００ バケットカバー
４０５ シール歯
４１０ ダイヤフラム外側リング
４１５ 溝
４２０ ピストン
４２５ ピストンの第１ピストン
４３０ ピストンの第２ピストン
４３５ 熱作動式アクチュエータ
４４５ 蒸気流路
４７５ エラストマー部品
６００ バケット
６０５ 先端カバー
６１０ シール歯
６１５ ダブテール
６２０ 翼形
６２５ ダイヤフラム外側リング
６３５ 隔壁
６４０ ダイヤフラム内側リング
６４５ シールキャリア
６５０ シール歯
６５５ ダイヤフラム外側リング６２５の溝
６６０ 第１熱作動素子
６６５ 第２熱作動素子
７００ バケット
７０５ 先端カバー
７１０ シール歯
７１５ ダイヤフラム外側リング
７２０ 隔壁
７２５ シールキャリア
７３０ シール歯
７３５ 溝
７４０ ダイヤフラム外側リング７１５の延長部
７４５ ピストン
７５０ ダイヤフラム外側リング７１５の溝
７５５ ピストン７４５の第１ピストン
７６０ ピストン７４５の第２ピストン
７６５ シール歯
７７０ 熱作動式アクチュエータ
７７５ ディアクティベータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、蒸気タービンの回転部品と静止部品の間のシールに関し、特に、タービンが停止状態から定常状態運転に移行する際に静止部品で形成される温度差によって作動するシール即ちクリアランスリデューサに関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービンでは、回転部品と静止部品の間のシールは、蒸気タービン性能の重要な部材である。蒸気漏れ経路の数及び規模が大きいほど、蒸気タービンの効率の損失が増すことは明らかであろう。例えば、静止部品のダイアフラムとロータの間又は回転部品のロータバケット先端と静止シュラウドの間のシールに多用されるラビリンスシール歯は、蒸気タービンの始動又は運転停止などの過渡運転時に半径方向及び周方向に移動できるようにかなりのクリアランスを維持しておく必要がある。勿論、これらのクリアランスはシールに悪影響を及ぼす。また、複数の独立したシール表面、半径方向クリアランスの公差累積及び複数のシールの組立てに関するクリアランスの問題があり、いずれも蒸気タービン効率に悪影響を低下させるおそれがある。さらに、蒸気タービンの効率を向上させるだけでなく、タービンの各種部品を修理及び補修できる能力及びかかる部品について既知の反復境界条件を作成する能力を向上させるシールを生成のは多くの場合困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６９２６４９５号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の１つの態様では、蒸気タービンを提供する。蒸気タービンは、複数の軸方向位置に離隔しかつ周方向に離隔した複数のバケットを含む回転部品を備える。複数のバケットの各々は、１以上のシール歯を含む隣接カバーを備える先端を有する。蒸気タービンはさらに、ダイヤフラム外側リングを各々有する複数のダイヤフラムを含む静止部品を備える。複数のダイヤフラムは、軸方向に、複数のバケットの隣り合った列の間に配置される。各列は、タービンを通る蒸気流路の一部を画成するタービン段を形成する。各ダイヤフラム外側リングは、その内部に形成された１以上の溝を有する。蒸気タービンはさらに、回転部品及び静止部品の周辺に配置され、蒸気漏れ経路の一部をシールする隙間閉鎖部品を備える。隙間閉鎖部品は、複数の隙間閉鎖具を含む。複数の隙間閉鎖具の各々は、それぞれのダイヤフラム外側リングの１以上の溝内で、タービン段の各バケットカバーの１以上のシール歯の周囲に位置する。複数の隙間閉鎖具の各々は、タービンが停止状態から定常状態運転に移行する際にダイヤフラム外側リングに形成される温度差によって作動する。複数の隙間閉鎖具の各々が作動すると、バケットカバーの１以上のシール歯及びダイヤフラム外側リング内の蒸気漏れ経路がシールされる。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】従来の各種シールを例示する、蒸気タービンの部分断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による隙間閉鎖具の概略断面図である。
【図３】温度差の存在下で熱作動状態にある図２の隙間閉鎖具を示す概略断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態による隙間閉鎖具の概略断面図である。
【図５】温度差の存在下で熱作動状態にある図４の隙間閉鎖具の概略断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態による隙間閉鎖具の概略断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態による隙間閉鎖具の概略断面図である。
【図８】温度差の存在下で熱作動状態にある図７の隙間閉鎖具を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
図面、特に図１に、回転部品１０５及び静止部品１１０を有する蒸気タービン１００の一部を示す。回転部品１０５は、例えば、周方向に離隔した複数のバケット１２０がタービンの複数の軸方向位置に離隔して各タービン段の部分をなすように装着されたロータ１１５を含む。静止部品１１０は、各バケットと共に蒸気タービン１００の様々な段を形成するノズルを画成する隔壁１３０を取り付けた複数のダイヤフラム１２５を含む。図１に示すように、ダイヤフラム１２５の外側リング１３５は、バケット１２０の先端に隣接するシュラウド又はカバー１４５をシールするための１列以上のシール歯１４０を担持する。同様に、ダイヤフラム１２５の内側リング１５０は、弧状シールセグメント１５５を備える。このシールセグメントは、ロータ１１５をシールするための半径方向内方に突出する高低歯１６０を有する。図示のように、同様のシールが蒸気タービン１００の様々な段に設置されている。蒸気流路の方向を、矢印１６５により示す。
【０００７】
図２は、本発明の第１実施形態による隙間閉鎖部品の概略断面図である。図２には、図３〜図８も同様、図１に示す蒸気タービンの回転部品及び静止部品の一部であって、本明細書に記載の各種隙間閉鎖具の動作を説明するのに必要な部分のみを示す。特に、図２には、蒸気タービンの回転部品としてシール歯２０５を備えるバケット先端及びカバー２００と、蒸気タービンの静止部品として溝２１５を備えるダイヤフラム外側リング２１０とを示す。
【０００８】
図２の実施形態の隙間閉鎖部品は、ダイヤフラム外側リング２１０の溝２１５に配置されたピストン２２０を含む。図２に示すように、ピストン２２０は、第１ピストン２２５及び第２ピストン２３０を備える。第１ピストン２２５の幅は、第２ピストン２３０の幅よりも大きい。図２の隙間閉鎖部品は、ピストン２２０に隣接するダイヤフラム外側リング２１０の溝２１５に位置する熱作動式アクチュエータ２３５も包含する。熱作動式アクチュエータ２３５は、ピストン２２０の第１ピストン２２５に隣接するダイヤフラム外側リング２１０の溝２１５に位置する。図２の隙間閉鎖部品は、ピストン２２０に隣接するダイヤフラム外側リング２１０の溝２１５に位置するディアクティベータ２４０も包含する。ディアクティベータ２４０は、ピストン２２０の第２ピストン２３０に隣接するダイヤフラム外側リング２１０の溝２１５に位置する。
【０００９】
本発明の一実施形態では、熱作動式アクチュエータ２３５は、１以上の任意の熱作動式作動素子を包含しており、これにより、温度差に応じてピストン２２０を蒸気タービンの蒸気漏れ経路内でダイヤフラム外側リング２１０の溝２１５からバケットカバー２００のシール歯２０５に向かって移動させることができる。この用途に好適な熱作動式作動素子として、例えば、ストリップ、ディスク、ワッシャ又はその他の態様のバイメタル素子が挙げられるが、これらに限定されない。本開示においては、熱作動式アクチュエータ２３５をバイメタル素子としているが、当業者には明らかなように、異なる熱膨張特性を有する材料を含むその他の素子も適用可能である。
【００１０】
本発明の一実施形態では、ディアクティベータ２４０は、タービンが定常状態運転から停止状態に移行する際に、バケットカバー２００のシール歯２０５からダイヤフラム外側リング２１０へ向かうピストン２２０の戻りを促進する任意の戻り機構を備える。ディアクティベータとしてこの用途に好適な部品としては、例えば、スプリング部品及びエラストマー部品が挙げられるが、これらに限定されない。図２に示すように、ディアクティベータ２４０はスプリング部品である。当業者に明らかなように、バケットカバー２００のシール歯２０５から外側のダイヤフラム外側リングへ向かうピストン２２０の戻りを促進するためのスプリング部品として、様々な異なる寸法及び形状のものを使用することができる。当業者には、１つのスプリング部品でもディアクティベータ２４０として使用可能であることが理解できよう。さらに、別の実施形態では、スプリング部品を利用しない隙間閉鎖部品を具備することも可能である。この実施形態では、重力によりタービンの下半分にあるピストンが初期位置へ戻るので、戻り機構を必要としない。
【００１１】
図２において、蒸気タービンは停止状態であるため、ダイヤフラム外側リング２１０は低温である。蒸気タービンの温度が定常状態に達すると、熱作動式アクチュエータ２３５は、ダイヤフラム外側リング２１０の温度差に応じて、ピストン２２０をダイヤフラム外側リング２１０からバケットカバー２００のシール歯２０５に向かって移動させる。
【００１２】
図３は、定常状態運転モードにおける蒸気タービンを示す。即ち、ダイヤフラム外側リング２１０がその定常状態温度に達して、熱作動式アクチュエータ２３５がピストン２２０を変形及び移動させることになり、ディアクティベータ（即ち、スプリング部品）２４０のスプリング荷重の不均衡が生じる。これにより、ダイヤフラム外側リング２１０からシール歯２０５に向かってピストン２２０が蒸気漏れ経路内に押し込まれ、それらの間のクリアランスを閉鎖する。
【００１３】
図４は、本発明の第２実施形態による隙間閉鎖部品の概略断面図である。図４において、図２〜図３で用いた部品と同様のものには、その参照番号が図４で用いることを示す数字４で始まること以外は、同様の参照番号が付与されている。図４の実施形態では、エラストマー部品４７５はダイヤフラム外側リング４１０の溝４１５内に位置し、ピストン４２０の第１ピストン４２５及び溝４１５の上部に当接する。図４に示すように、２つのエラストマー部品４７５が存在しており、ピストン４２０の荷重の均衡を保つために各々がピストン４２０の第２ピストン４３０の両側にある。当業者に明らかなように、ピストン４２０の第２ピストン４３０の両側で３以上のエラストマー部品４７５を使用してもよく、又は、場合によっては１つのエラストマー部品のみを使用してもよい。さらに、当業者には明らかなように、バケットカバー４００のシール歯４０５からダイヤフラム外側リング４１０へ向かうピストン４２０の戻りを促進するエラストマー部品として、様々に異なる寸法及び形状のものを使用することができる。例えば、エラストマー部品は、中実であっても中空であってもよい。蒸気タービンの低温段においてエラストマー部品４７５として適用可能なエラストマー材料として、例えば、デュポン・ダウ・エラストマーズ社（ＤｕＰｏｎｔ Ｄｏｗ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ）の登録商標であるＶＩＴＯＮ（華氏４００度）及びダウ・コーニング・コーポレーション（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｏｉｎ）の登録商標であるＳＩＬＡＳＴＩＣ（華氏６００度）が挙げられるが、これらに限定されない。
【００１４】
図４において、蒸気タービンは停止状態であるため、ダイヤフラム外側リング４１０は低温である。蒸気タービンがその定常状態温度に達すると、熱作動式アクチュエータ４３５は、ダイヤフラム外側リング４１０内の温度差に応じて、ピストン４２０をダイヤフラム外側リング４１０からバケットカバー４００のシール歯４０５に向かって移動させる。
【００１５】
スプリング部品をディアクティベータ２４０として用いる図２及び図３に示す実施形態と同様に、ダイヤフラム外側リング４１０内の温度変化により、熱作動式アクチュエータ４３５が変形し、エラストマー部品（即ち、ディアクティベータ４７５）の荷重が不均衡になり、ピストン４２０が蒸気漏れ経路に押し込まれる。図５には、定常状態運転モードにある蒸気タービンを示す。この時、ダイヤフラム外側リング４１０の温度が定常状態に達して、熱作動式アクチュエータ４３５がピストン４２０を変形及び移動させることになり、ディアクティベータ（即ち、エラストマー部品）４７５の荷重の不均衡が生じる。これにより、ピストン４２０がダイヤフラム外側リング４１０からシール歯４０５に向かって蒸気漏れ経路に押し込まれ、それらの間のクリアランスを閉鎖する。蒸気タービンの運転状態が定常状態から低温状態に移行した後、熱作動式アクチュエータ４３５はその休止位置の原型（即ち、停止状態）に戻り、ピストン４３０が蒸気漏れ経路及びシール歯４０５からダイヤフラム外側リング４１０の溝４１５内に戻ることになる。この休止位置では、この位置でピストン４３０の均衡を保つために、エラストマー部品４７５に荷重がかる。スプリング部品を利用する実施形態に関して上述したように、エラストマー部品を利用しない隙間閉鎖部品を具備することも可能である。この実施形態では、ピストンは重力によりその初期位置に戻ることになる。この場合、重力により、ピストン４３０がタービンの下半分の元の位置に戻る。
【００１６】
図６は、本発明の第３実施形態による隙間閉鎖具の概略断面図である。図６は蒸気タービンの概略図のみを示される点で図２〜図５と同様であるが、図６には、蒸気タービンの回転部品及び静止部品が詳細に示されている。図６には特に、シール歯６１０を備える先端カバー６０５と、ダブテール６１５と、先端カバー６０５とダブテール６１５の間の翼形６２０とを有する回転部品としてのバケット６００を示す。静止部品は、ダイヤフラム外側リング６２５と、ダイヤフラム外側リング６２５とダイヤフラム内側リング６４０の間に位置する取付隔壁６３５とを含む。図６の実施形態に示す追加部品には、ダイヤフラム外側リング６２５の溝６５５内に位置する１以上のシール歯６５０を有するシールキャリア６４５がある。シールキャリア６４５は、バケットカバー６０５の１以上のシール歯６１０に対して半径方向にある。シールキャリア６４５は、蒸気タービンの回転部品及び静止部品を流れるシール経路をシールする役目を果たす。
【００１７】
この実施形態では、図６に示す実施形態の隙間閉鎖部品には、ダイヤフラム外側リング６２５の溝６５５内に位置する第１熱作動素子６６０及び第２熱作動素子６６５が含まれる。第１熱作動素子６６０及び第２熱作動素子６６５は互いに対向しており、バケットカバー６０５のシール歯６１０及びシールキャリア６４５のシール歯６５０の軸方向に位置する。第１熱作動素子６６０及び第２熱作動素子６６５は、蒸気タービン内の温度差に応じて、バケットカバー６０５のシール歯６１０及びシールキャリア６４５のシール歯６５０に向かって移動する。一実施形態では、第１熱作動素子６６０及び第２熱作動素子６６５は、バイメタル板を含み得る１以上の熱作動素子を含む。当業者には明らかなように、異なる熱膨張特性を有する材料を含む素子など、その他の熱作動素子も使用することができる。さらに別の実施形態では、１つの熱作動素子のみからなる隙間閉鎖部品を具備することも可能である。或いは、図６に示す熱作動素子を３以上使用することも可能である。
【００１８】
図６において、蒸気タービンは停止状態にあるため、ダイヤフラム外側リング６２５は低温である。蒸気タービンの温度がその定常状態に達すると、第１熱作動素子６６０及び第２熱作動素子６６５は、温度差に応じてバケットカバー６０５のシール歯６１０及びシールキャリア６４５のシール歯６５０に向かって移動する。特に、第１熱作動素子６６０は蒸気漏れ経路の下流に向かって曲がり、第２熱作動素子６６５は蒸気漏れ経路の上流に向かって曲がる。第１熱作動素子６６０及び第２熱作動素子６６５はいずれも、バケット６００の先端の蒸気漏れを制限するように作用する。蒸気タービンの運転が定常状態から低温状態に移行した後、第１熱作動素子６６０及び第２熱作動素子６６５は、その休止位置の原型（即ち、停止状態）に戻る。特に、第１熱作動素子６６０は再び曲がって蒸気流路の上流の休止位置に戻り、第２熱作動素子６６５は再び曲がって蒸気流路の下流の休止位置に戻る。
【００１９】
当業者に明らかなように、第１熱作動素子６６０及び第２熱作動素子６６５を蒸気タービン内のその他の位置においても、漏れを制限するために使用することができる。例えば、第１熱作動素子６６０及び第２熱作動素子６６５を内側根元シールに適用し、漏れを制限することができる。
【００２０】
図７〜図８は、本発明の第４実施形態による隙間閉鎖具の概略断面図である。図７〜図８は蒸気タービンの概略図のみを示す点で図６と同様であるが、図７〜図８には蒸気タービンの回転部品及び静止部品が詳細に示されていない。図７〜図８には特に、回転部品としてのシール歯７１０を備える先端カバー７０５を有するバケット７００と、静止部品としてのダイヤフラム外側リング７１５及び取付隔壁７２０を示す。１以上のシール歯７３０を有するシールキャリア７２５は、ダイヤフラム外側リング７１５の延長部７４０の溝７３５内に位置する。
【００２１】
図７〜図８に示す実施形態の隙間閉鎖部品には、ダイヤフラム外側リング７１５の溝７５０内に位置するピストン７４５が含まれており、このピストンは、バケットカバー７０５のシール歯７１０の軸方向にある。ピストン７４５は、第１部分７５５及び第２部分７６０を有する。第１部分７５５の幅は、第２部分７６０よりも大きい。さらに、第２部分７６０からは、軸方向外方に突出するシール歯７６５がある。シール歯７６５は、ピストン７４５の第２部分７６０から軸方向外方に突出し、温度差に応じてダイヤフラム外側リング７１５からバケットカバー７０５のシール歯７１０に向かって蒸気漏れ経路に押し込まれる。
【００２２】
さらに、図７〜図８の実施形態の隙間閉鎖部品には、ピストン７４５に隣接するダイヤフラム外側リング７１５の溝７５０内に位置する熱作動式アクチュエータ７７０が含まれている。熱作動式アクチュエータ７７０は、ピストン７４５の第１ピストン７５５に隣接するダイヤフラム外側リング７１５の溝７５０内に位置する。熱作動式アクチュエータ７７０は、温度差に応じてピストン７４５を蒸気漏れ経路内のダイヤフラム外側リング７１５からバケットカバー７０５のシール歯７１０に向かって移動させる。上述の実施形態と同様、熱作動式アクチュエータ７７０として、例えば、ストリップ、ディスク、ワッシャ又はその他の形状の形態をとり得るバイメタル素子を用いることができる。同様に、異なる熱膨張特性を有する材料を含むその他の素子も使用することができる。
【００２３】
さらに、図７〜図８の実施形態の隙間閉鎖部品には、ピストン７４５に隣接するダイヤフラム外側リング７１５の溝７５０内に位置するディアクティベータ７７５が含まれている。具体的には、ディアクティベータ７７５は、ピストン７４５の第２ピストン７６０に隣接するダイヤフラム外側リング７１５の溝７５０内に位置する。ディアクティベータ７７５は、タービンの運転が定常状態から停止状態に移行する際に、バケットカバー７０５のシール歯７１０からダイヤフラム外側リング７１５に向かって蒸気漏れ経路からピストン７４５を戻す。図７〜図８の実施形態では、ディアクティベータ７７５としてスプリング部品を含むが、当業者には明らかなように、図４〜図５の実施形態に示すエラストマー部品などのピストン７４５の荷重の均衡を保つためのその他の部品を使用することもできる。かかる実施形態に関して上述したように、ディアクティベータ７７５（例えば、スプリング部品、エラストマー部品）を必ずしも利用しなくてもよい。この実施形態では、ピストン７４５がロータに接触するまでその作動位置にとどまり、そこで軽い摩擦が生じることにより、ピストン７４５が初期位置に押し戻される。
【００２４】
図７において、蒸気タービンが停止状態であるため、ダイヤフラム外側リング７１５は低温である。蒸気タービンの温度が定常状態に達すると、熱作動式アクチュエータ７７０は、ダイヤフラム外側リング７１５内の温度差に応じて、ピストン７４５及び１以上のシール歯７６５をダイヤフラム外側リング７１５からバケットカバー７０５のシール歯７１０に向かって移動させる。図８はその定常状態運転モードにある蒸気タービンを示しており、熱作動式アクチュエータ７７０がピストン７４５を変形及び移動させ、ディアクティベータ（即ち、スプリング部品）７７５のスプリング荷重の不均衡が生じる。これにより、ダイヤフラム外側リング７１５からシール歯７１０に向かって蒸気漏れ経路にピストン７４５及びそのシール歯７６５が押し込まれる。この実施形態では、ピストン７４５と共にシール歯７６５が用いられているが、当業者には明らかなように、単一のシール歯のみを有する、又は、シール歯を全く持たないピストン７４５を用いた実施形態も可能である。
【００２５】
以上、本発明を好適な実施形態を用いて例証的に示し、説明してきたが、明らかなように、本発明には当業者に想起可能な様々な改変形態及び修正形態が存在する。従って、添付の特許請求の範囲は、本発明の教示内容が包含するかかる改変及び修正のすべてを網羅していることを理解されたい。
【符号の説明】
【００２６】
１００ 蒸気タービン
１０５ 回転部品
１１０ 静止部品
１１５ ロータ
１２０ バケット
１２５ 複数のダイヤフラム
１３０ 取付隔壁
１３５ 外側リング
１４０ シール歯
１４５ シュラウド又はカバー
１５０ 内側リング
１５５ 弧状シールセグメント
１６０ 高低歯
１６５ 蒸気流路
２００ バケット先端及びカバー
２０５ シール歯
２１０ ダイヤフラム外側リング
２１５ 溝
２２０ ピストン
２２５ ピストンの第１ピストン
２３０ ピストンの第２ピストン
２３５ 熱作動式アクチュエータ
２４０ ディアクティベータ
２４５ 蒸気流路
４００ バケットカバー
４０５ シール歯
４１０ ダイヤフラム外側リング
４１５ 溝
４２０ ピストン
４２５ ピストンの第１ピストン
４３０ ピストンの第２ピストン
４３５ 熱作動式アクチュエータ
４４５ 蒸気流路
４７５ エラストマー部品
６００ バケット
６０５ 先端カバー
６１０ シール歯
６１５ ダブテール
６２０ 翼形
６２５ ダイヤフラム外側リング
６３５ 隔壁
６４０ ダイヤフラム内側リング
６４５ シールキャリア
６５０ シール歯
６５５ ダイヤフラム外側リング６２５の溝
６６０ 第１熱作動素子
６６５ 第２熱作動素子
７００ バケット
７０５ 先端カバー
７１０ シール歯
７１５ ダイヤフラム外側リング
７２０ 隔壁
７２５ シールキャリア
７３０ シール歯
７３５ 溝
７４０ ダイヤフラム外側リング７１５の延長部
７４５ ピストン
７５０ ダイヤフラム外側リング７１５の溝
７５５ ピストン７４５の第１ピストン
７６０ ピストン７４５の第２ピストン
７６５ シール歯
７７０ 熱作動式アクチュエータ
７７５ ディアクティベータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気タービン（１００）であって、
複数の軸方向位置に離隔しかつ周方向に離隔した複数のバケットであって、各々が１以上のシール歯を含む隣接カバーを備える先端を有する複数のバケットを含む回転部品（１０５）と、
各々その内部に１以上の溝を有するダイヤフラム外側リングを有する複数のダイヤフラムであって、軸方向に複数のバケットの隣り合った列の間に配置され、かつ、各々の列がタービン（１００）内の蒸気流路の一部を画成するタービン段を形成する複数のダイヤフラムを含む静止部品（１１０）と、
回転部品（１０５）と静止部品（１１０）の間に位置し、蒸気漏れ経路の一部をシールする隙間閉鎖部品であって、各々が各ダイヤフラム外側リングの１以上の溝内でタービン段における各バケットカバーの１以上のシール歯の周辺に配置され、かつ、タービンが停止状態から定常状態運転に移行する際にダイヤフラム外側リング内に形成される温度差によって作動し、該作動に応じてバケットカバーの１以上のシール歯及びダイヤフラム外側リング内の蒸気漏れ経路をシールする複数の隙間閉鎖具を含む隙間閉鎖部品と
を備える蒸気タービン（１００）。
【請求項２】
複数の隙間閉鎖具の各々が、ダイヤフラム外側リング（２１０）の溝（２１５）内に位置するピストン（２２０）であって、温度差に応じてダイヤフラム外側リング（２１０）からバケットカバー（２００）の１以上のシール歯（２０５）に向かって蒸気漏れ経路に押し込まれ、第１ピストン（２２５）及び第２ピストン（２３０）を有しており、第１ピストン（２２５）の幅は第２ピストン（２３０）の幅よりも大きいピストン（２２０）を備える、請求項１記載の蒸気タービン（１００）。
【請求項３】
複数の隙間閉鎖具が、
ピストン（２２０）に隣接するダイヤフラム外側リング（２１０）の溝（２１５）内に位置し、かつ、ピストン（２２０）の第１ピストン（２２５）に隣接するダイヤフラム外側リング（２１０）の溝（２１５）内に位置し、かつ、温度差に応じてピストン（２２０）を蒸気漏れ経路内のダイヤフラム外側リング（２１０）からバケットカバー（２００）の１以上のシール歯（２０５）に向かって移動させる熱作動式アクチュエータ（２３５）を備える、請求項２記載の蒸気タービン（１００）。
【請求項４】
熱作動式アクチュエータ（２３５）が１以上のバイメタル素子を含む、請求項３記載の蒸気タービン（１００）。
【請求項５】
複数の隙間閉鎖具の各々が、
ピストン（２２０）に隣接するダイヤフラム外側リング（２１０）の溝（２１５）内に位置し、かつ、ピストン（２２０）の第２ピストン（２３０）に隣接するダイヤフラム外側リング（２１０）の溝（２１５）内に位置し、かつ、タービン（１００）が定常状態運転から停止状態に移行する際に、バケットカバー（２００）の１以上のシール歯（２０５）からダイヤフラム外側リング（２１０）に向かって蒸気漏れ経路からピストン（２２０）を戻すディアクティベータ（２４０又は４７５）を備える、請求項２記載の蒸気タービン（１００）。
【請求項６】
ディアクティベータ（２４０又は４７５）が、１以上のスプリング部品（２４０）及び１以上のエラストマー部品（４７５）からなる群から選択される、請求項５記載の蒸気タービン（１００）。
【請求項７】
複数の隙間閉鎖具の各々が、ダイヤフラム外側リング（７１５）の溝（７３５）内に位置しかつバケットカバー（７０５）の１以上のシール歯（７１０）に対して軸方向にあるピストン（７４５）を包含しており、
ピストン（７４５）が第１ピストン（７５５）及び第２ピストン（７６０）を有し、
第１ピストン（７５５）の幅は、第２ピストン（７６０）の幅よりも大きく、
第２ピストン（７６０）は、該第２ピストン（７６０）から軸方向外方に突出する１以上のシール歯（７６５）を有し、
ピストン（７４５）の第２ピストン（７６０）から軸方向外方に突出する１以上のシール歯（７６５）は、ダイヤフラム外側リング（７１５）からバケットカバー（７０５）の１以上のシール歯（７１０）に向かって蒸気漏れ経路に押し込まれる、請求項１記載の蒸気タービン（１００）。
【請求項８】
複数の隙間閉鎖具の各々が、
ピストン（７４５）に隣接するダイヤフラム外側リング（７１５）の溝（７５０）内に位置し、かつ、ピストン（７４５）の第１ピストン（７５５）に隣接するダイヤフラム外側リング（７１５）の溝（７５０）内に位置し、かつ、タービンが停止状態から定常状態運転に移行する際にダイヤフラム外側リング（７１５）内に形成される温度差に応じて、ピストン（７４５）を蒸気漏れ経路内のダイヤフラム外側リング（７１５）からバケットカバー（７０５）の１以上のシール歯（７１０）に向かって移動させる熱作動式アクチュエータ（７７０）を備える、請求項７記載の蒸気タービン（１００）。
【請求項９】
熱作動式アクチュエータ（７７０）として、１以上のバイメタル素子又は異なる熱膨張特性を有する素子を含む、請求項８記載の蒸気タービン（１００）。
【請求項１０】
複数の隙間閉鎖具の各々が、
ピストン（７４５）に隣接するダイヤフラム外側リング（７１５）の溝（７５０）内に位置し、かつ、ピストン（７４５）の第２ピストン（７６０）に隣接するダイヤフラム外側リング（７１５）の溝（７５０）内に位置し、かつ、タービンが定常状態運転から停止状態に移行する際にバケットカバー（７０５）の１以上のシール歯（７１０）からダイヤフラム外側リング（７１５）に向かって蒸気漏れ経路からピストン（７４５）を戻すディアクティベータ（７７５）を備える、請求項７記載の蒸気タービン（１００）。
【請求項１】
蒸気タービン（１００）であって、
複数の軸方向位置に離隔しかつ周方向に離隔した複数のバケットであって、各々が１以上のシール歯を含む隣接カバーを備える先端を有する複数のバケットを含む回転部品（１０５）と、
各々その内部に１以上の溝を有するダイヤフラム外側リングを有する複数のダイヤフラムであって、軸方向に複数のバケットの隣り合った列の間に配置され、かつ、各々の列がタービン（１００）内の蒸気流路の一部を画成するタービン段を形成する複数のダイヤフラムを含む静止部品（１１０）と、
回転部品（１０５）と静止部品（１１０）の間に位置し、蒸気漏れ経路の一部をシールする隙間閉鎖部品であって、各々が各ダイヤフラム外側リングの１以上の溝内でタービン段における各バケットカバーの１以上のシール歯の周辺に配置され、かつ、タービンが停止状態から定常状態運転に移行する際にダイヤフラム外側リング内に形成される温度差によって作動し、該作動に応じてバケットカバーの１以上のシール歯及びダイヤフラム外側リング内の蒸気漏れ経路をシールする複数の隙間閉鎖具を含む隙間閉鎖部品と
を備える蒸気タービン（１００）。
【請求項２】
複数の隙間閉鎖具の各々が、ダイヤフラム外側リング（２１０）の溝（２１５）内に位置するピストン（２２０）であって、温度差に応じてダイヤフラム外側リング（２１０）からバケットカバー（２００）の１以上のシール歯（２０５）に向かって蒸気漏れ経路に押し込まれ、第１ピストン（２２５）及び第２ピストン（２３０）を有しており、第１ピストン（２２５）の幅は第２ピストン（２３０）の幅よりも大きいピストン（２２０）を備える、請求項１記載の蒸気タービン（１００）。
【請求項３】
複数の隙間閉鎖具が、
ピストン（２２０）に隣接するダイヤフラム外側リング（２１０）の溝（２１５）内に位置し、かつ、ピストン（２２０）の第１ピストン（２２５）に隣接するダイヤフラム外側リング（２１０）の溝（２１５）内に位置し、かつ、温度差に応じてピストン（２２０）を蒸気漏れ経路内のダイヤフラム外側リング（２１０）からバケットカバー（２００）の１以上のシール歯（２０５）に向かって移動させる熱作動式アクチュエータ（２３５）を備える、請求項２記載の蒸気タービン（１００）。
【請求項４】
熱作動式アクチュエータ（２３５）が１以上のバイメタル素子を含む、請求項３記載の蒸気タービン（１００）。
【請求項５】
複数の隙間閉鎖具の各々が、
ピストン（２２０）に隣接するダイヤフラム外側リング（２１０）の溝（２１５）内に位置し、かつ、ピストン（２２０）の第２ピストン（２３０）に隣接するダイヤフラム外側リング（２１０）の溝（２１５）内に位置し、かつ、タービン（１００）が定常状態運転から停止状態に移行する際に、バケットカバー（２００）の１以上のシール歯（２０５）からダイヤフラム外側リング（２１０）に向かって蒸気漏れ経路からピストン（２２０）を戻すディアクティベータ（２４０又は４７５）を備える、請求項２記載の蒸気タービン（１００）。
【請求項６】
ディアクティベータ（２４０又は４７５）が、１以上のスプリング部品（２４０）及び１以上のエラストマー部品（４７５）からなる群から選択される、請求項５記載の蒸気タービン（１００）。
【請求項７】
複数の隙間閉鎖具の各々が、ダイヤフラム外側リング（７１５）の溝（７３５）内に位置しかつバケットカバー（７０５）の１以上のシール歯（７１０）に対して軸方向にあるピストン（７４５）を包含しており、
ピストン（７４５）が第１ピストン（７５５）及び第２ピストン（７６０）を有し、
第１ピストン（７５５）の幅は、第２ピストン（７６０）の幅よりも大きく、
第２ピストン（７６０）は、該第２ピストン（７６０）から軸方向外方に突出する１以上のシール歯（７６５）を有し、
ピストン（７４５）の第２ピストン（７６０）から軸方向外方に突出する１以上のシール歯（７６５）は、ダイヤフラム外側リング（７１５）からバケットカバー（７０５）の１以上のシール歯（７１０）に向かって蒸気漏れ経路に押し込まれる、請求項１記載の蒸気タービン（１００）。
【請求項８】
複数の隙間閉鎖具の各々が、
ピストン（７４５）に隣接するダイヤフラム外側リング（７１５）の溝（７５０）内に位置し、かつ、ピストン（７４５）の第１ピストン（７５５）に隣接するダイヤフラム外側リング（７１５）の溝（７５０）内に位置し、かつ、タービンが停止状態から定常状態運転に移行する際にダイヤフラム外側リング（７１５）内に形成される温度差に応じて、ピストン（７４５）を蒸気漏れ経路内のダイヤフラム外側リング（７１５）からバケットカバー（７０５）の１以上のシール歯（７１０）に向かって移動させる熱作動式アクチュエータ（７７０）を備える、請求項７記載の蒸気タービン（１００）。
【請求項９】
熱作動式アクチュエータ（７７０）として、１以上のバイメタル素子又は異なる熱膨張特性を有する素子を含む、請求項８記載の蒸気タービン（１００）。
【請求項１０】
複数の隙間閉鎖具の各々が、
ピストン（７４５）に隣接するダイヤフラム外側リング（７１５）の溝（７５０）内に位置し、かつ、ピストン（７４５）の第２ピストン（７６０）に隣接するダイヤフラム外側リング（７１５）の溝（７５０）内に位置し、かつ、タービンが定常状態運転から停止状態に移行する際にバケットカバー（７０５）の１以上のシール歯（７１０）からダイヤフラム外側リング（７１５）に向かって蒸気漏れ経路からピストン（７４５）を戻すディアクティベータ（７７５）を備える、請求項７記載の蒸気タービン（１００）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１０６８３４（Ｐ２０１０−１０６８３４Ａ）
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４６００１（Ｐ２００９−２４６００１）
【出願日】平成２１年１０月２７日（２００９．１０．２７）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２７日（２００９．１０．２７）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]