JP2002357103A - 蒸気タービンのシール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 蒸気タービンの運転に支障をきたすことな
く、蒸気タービンのシール性能を向上させる。 【解決手段】 タービンシャフト２５の周面にフィン２
４を設け、タービンシャフトの周面と相対する周面を有
するパッキンリング２２の周面にフィン２３を設け、パ
ッキンリング２２のフィン２３のピッチをタービンシャ
フト２５のフィン２４のピッチと同等に配設したラビリ
ンスシールを有する蒸気タービンのシール装置におい
て、パッキンリング２２のフィン２３先端とタービンシ
ャフト２５のフィン２４先端との間に間隙２７ｂを有す
るように、蒸気タービンの高負荷での定常運転時には、
パッキンリング２２のフィン２３先端とタービンシャフ
ト２５のフィン２４先端とが径方向に負の間隙２７ａを
有して互いに食い違うように、タービンシャフト２５の
フィン２４に対してパッキンリング２２側のフィン２３
を移動配置するフィン移動手段を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蒸気タービンのシ
ール装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】蒸気タービンはタービンシャフトと一体
に設けられたタービンホィールの周方向に多数植設され
た動翼と、タービンケーシングにノズルダイアフラムを
介して設けられた静翼とを交互に配置し、この動翼１列
と静翼１列とでタービン段落１段を形成し、このタービ
ン段落を複数段設けることにより構成されている。そし
て、タービン内に流入した蒸気を静翼にて膨張させて高
速にし、この高速の蒸気流を動翼に流入することにより
タービンシャフトを回転している。従って、静翼とター
ビンシャフトとの間にはタービンシャフトの回転を可能
にするために間隙が設けられている。そして静翼に流入
する蒸気の一部がこの間隙から静翼をバイパスする漏れ
蒸気となって流れてタービンの性能低下の一因となる。
そのためこの漏れ蒸気量を小さくするため、静翼内輪が
タービンシャフトに近接する部分にシールフィンと呼ば
れる一種の漏れ防止装置が設けられる。

【０００３】このようなシールフィンとして従来から非
接触式のラビリンスシールが知られている。蒸気タービ
ンは高温蒸気を使用し高速でタービンシャフトが回転す
る回転機械であり、タービンの性能を向上させるために
は作動流体である蒸気が少しでも多く静翼および動翼に
流入することが必要である。そのためタービンシャフト
と静翼内輪の間隙や動翼先端と静翼外輪の間隙、または
動翼先端とケーシングの間隙を通って漏洩する蒸気の量
を出来るだけ少なくする必要がある。

【０００４】図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）
は従来のラビリンスシールの代表例を示している。図３
（ｃ）を用いて従来技術を説明する。図中符号９は図示
しないケーシングに嵌合して取り付けられたノズルダイ
アフラム８の内輪、すなわち、静翼内輪９であり、その
内周に通常は板ばね等の弾性体１１を介してパッキンリ
ング２が取り付けられ、そのパッキンリング２からパッ
キンリングと一体または別体に形成され植設されたシー
ルフィン４が内径側に向かって伸びている。図中符号５
は回転構造物の一部分であるタービンシャフトであり、
タービンシャフト５の表面には周方向に複数条の凸部６
を形成させ、タービンシャフト５に相対する静止構造物
であるパッキンリング２にはタービンシャフト５の凸部
６に対応した短いシールフィン４４と、タービンシャフ
ト５の凹部６０に対応した長いシールフィン４５が形成
されている。このような基本構造を有する非接触型のシ
ールフィン装置を一般にラビリンスシール１５と称して
おり、各シールフィン先端の間隙７をできる限り微小に
設定し、静翼をバイパスしてこの間隙７を通って漏れ出
る蒸気３を少なくして漏洩損失を小さくしている。

【０００５】以上、静翼内輪とタービンシャフト間の間
隙のシールフイン装置について説明したが、動翼先端と
静翼外輪または動翼先端とケーシングとの間の間隙につ
いても類似の問題がある。図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）
および（ｄ）に従来から適用されてきた蒸気タービンの
動翼先端と静翼外輪の間の間隙のシールフィン装置を示
す。

【０００６】動翼１４の先端１６に設けられたシュラウ
ドカバー２１と静翼１２の外輪１７との間または図示し
ないケーシングとの間には、動翼１４の回転を可能にす
るために間隙１８が設けられている。このため、動翼１
４に流入する蒸気の一部はこの間隙１８から動翼１４を
バイパスする漏れ蒸気となって流れ、タービン性能を低
下させる一因となっている。この漏れ蒸気を小さくする
ために、動翼先端１６に設けられたシュラウドカバー２
１に近接する静翼外輪１７(またはケーシング)にシール
フィン１９が設けられる。このようなシールフィンとし
て、従来から図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）または（ｄ）
に代表されるラビリンスシール２０が知られている。

【０００７】近年、蒸気タービンの高出力化、高効率化
が従来にも増して要求されてきており、そのために、静
翼および動翼における翼の空力設計による性能向上や蒸
気タービンから復水器に蒸気が流れる際の排気損失低減
などいろいろな改善が講じられて日々進歩してきてい
る。このような改善の中で、タービンシャフトと静翼内
輪の間隙や動翼先端と静翼外輪の間隙を通って漏洩する
蒸気の量を出来るだけ少なくするというシール性能の向
上が蒸気タービンの性能向上に大きく貢献する。

【０００８】このように、蒸気タービンの性能の向上を
目指してクリアランスコントロールなる種々の径方向間
隙調整装置が考案され、一部の蒸気タービンに適用され
ている。しかしながら、従来のクリアランスコントロー
ル手法はタービンシャフトの径方向の間隙調整に止ま
り、蒸気の流れと蒸気タービンの運転時における熱膨張
も考慮した効果的な効率向上策には到っておらず、軸長
（軸受間の距離）が長くかつ高温になる蒸気タービンに
おいて、伸び差を考慮したシールの最適化には大きな改
善の余地が残されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】図３および図４に示し
たようなラビリンスシール１５、２０のシール性能は一
般にシールフィン先端とタービンシャフト又はシールフ
ィン先端と静翼外輪（またはケーシング）の間隙７、１
８を小さくすれば向上する。他方、これらの間隙７、１
８が小さすぎると、何らかの要因により回転構造物と静
止構造物が接触するいわゆるラビング現象が発生し、蒸
気タービンの軸振動が運転継続が困難なほど過大になる
ことがしばしば経験される。よってラビリンスシールの
シール性能を更に向上させるためにはこの間隙を単に狭
めることだけでは解決されない課題がある。

【００１０】一方、蒸気タービンには、起動停止に伴う
ケーシングの不均一温度分布に起因する猫背現象や逆猫
背現象、ケーシングや静翼とタービンシャフトや動翼の
熱膨張量の差異、動翼などの回転構造物の遠心力による
変形、軸受油膜によるタービンシャフト軸心の移動、ア
ライメント変化、軸振動などの現象が発生する。従っ
て、現状の間隙設定は、厳しいラビング現象を発生させ
ることのない最小限の間隙設定であるといえる。このた
め、従来のシール方法の間隙調整だけでは大幅なシール
性能の向上を望むことは困難な状況となっている。

【００１１】ところで、蒸気タービンは一般に500℃な
いし600℃程度の高温の水蒸気を導入してその熱エネル
ギーをタービンシヤフトの回転という機械エネルギーに
変換しており、常に高温にさらされている。蒸気タービ
ンの回転構造物であるタービンシヤフトは静止構造物で
あるケーシングに比べて大きさ、重量ともに小さく、熱
容量的にもケーシングに比べて小さいものとなってい
る。また、回転構造物であるタービンシャフトは熱伝達
率もケーシングに比べて大きい。そのために、蒸気ター
ビンの起動時に高温の蒸気がタービンに流入してくると
タービンシャフト５の方がケーシングよりも速やかに高
温になる。その結果、タービンシャフト５の熱膨張量が
ケーシングの熱膨張量よりも大きくなって、タービン軸
方向の相対位置が変化する。一般にこの相対変位量は伸
び差と称され、タービンシャフトの変位拘束位置である
スラスト軸受（図示しない）から離れるほど大きくな
る。タービンの負荷が大きくなって定常運転になると、
タービンシャフトとケーシングの温度差が小さくなるの
でこのタービン軸方向の相対変位量（伸び差）も小さく
なりある一定値に近づく。他方、タービン停止に向けて
負荷が減少するとタービンに流入する蒸気の量も減少す
るためタービンシャフトは速やかに温度低下するのに対
してケーシングの温度低下は緩やかであり、伸び差は小
さくなり、更にタービンシャフトの熱膨張量がケーシン
グの熱膨張量よりも小さくなって反対方向の伸び差が生
じることになる。

【００１２】蒸気タービンにはこのような伸び差の問題
があるために、静止側と回転側から互いにシールフィン
等の突起物を突出し、静止側のシールフィン先端と回転
側のシールフィン等の突起物先端とが径方向に負の間隙
を持って形成される食違い型ラビリンスシールやハイロ
ー型ラビリンスシールにおいては、軸方向のフィンピッ
チを蒸気タービンの伸び差の最大値と最小値の差よりも
小さく設定することができない。このため、シール性能
が高いといわれる食違い型ラビリンスシールやハイロー
型ラビリンスシールを蒸気タービンに適用する場合に、
フィンピッチが大きく、決められた範囲にシールフィン
を数多く形成することができずにシール性能を最大限に
引き出すことができないでいる。現状の蒸気タービンに
おいてはこのように、蒸気タービンの軸方向のシールフ
ィンの数を増やすことが出来ないという問題があった。

【００１３】本発明の目的は、蒸気タービンの運転に支
障をきたすことなく、また、回転構造物にラビング現象
などによる永久曲がりなどの不具合を発生させることな
く蒸気タービンのシール性能を向上させ得る蒸気タービ
ンのシール装置を提供することにあり、また、そのよう
なシール装置を適用した蒸気タービンを提供することに
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、回転物体の周面にフィンを半径方向に突
き出して設け、前記回転物体の周面と相対する周面を有
する静止物体の前記周面にフィンを半径方向に突き出し
て設け、前記静止物体側のフィンのピッチを前記回転物
体側のフィンのピッチと同等に配設した蒸気タービンの
シール装置において、組み立て時には、前記静止物体側
のフィン先端と前記回転物体側のフィン先端との間に径
方向に間隙を有するように、定常運転時には、前記静止
物体側のフィン先端と前記回転物体側のフィン先端とが
径方向に負の間隙を有して互いに食い違うように、前記
回転物体側のフィンに対して前記静止物体側のフィンを
移動配置するフィン移動手段を有することを特徴とす
る。

【００１５】また、好ましくは、請求項１記載の蒸気タ
ービンシール装置であって、蒸気タービンの運転時にお
いて、前記フィン移動手段による前記静止物体側フィン
の径方向への移動動作は、蒸気タービンの２５％負荷以
上において完了することを特徴とする。

【００１６】さらに好ましくは、請求項１または２に記
載の蒸気タービンシール装置において、前記回転物体側
フィン及び前記静止物体側フィンのピッチを、そのラビ
リンスシールが設置されている位置の蒸気タービンの伸
び差の最大値と最小値の差よりも小さくしたことを特徴
とする。

【００１７】また、本発明は、回転物体の周面に、周方
向に延在する凸部と周方向に延在する凹部とを形成し、
静止物体の周面であって、前記回転物体の周面に設けら
れた凸部に相対する位置に、径方向に突出する短いフィ
ンを設け、前記静止物体の周面であって、前記回転物体
の周面に設けられた凹部に相対する位置に、径方向に突
出する長いフィンを設けた蒸気タービンのシール装置に
おいて、組み立て時には、前記静止物体側の前記長いフ
ィンの先端と前記回転物体側の前記凸部の先端との間に
径方向の間隙を有し、蒸気タービンの定常運転時には、
前記静止物体側の長いフィンの先端と前記回転物体側の
凸部先端とが径方向に負の間隙を有して互いに食い違っ
て配置されるように、前記回転物体側のフィンに対して
前記静止物体側のフィンを移動配置するフィン移動手段
を有することを特徴とする。

【００１８】また、好ましくは、請求項４に記載の蒸気
タービンシール装置であって、蒸気タービンの運転時に
おいて、前記フィン移動手段による前記静止物体側フィ
ンの径方向への移動動作は、蒸気タービンの２５％負荷
以上において完了することを特徴とする。

【００１９】さらに好ましくは、請求項４または５に記
載の蒸気タービンシール装置において、前記回転物体側
の凹部の軸方向の幅は、そのラビリンスシールが設置さ
れている位置の蒸気タービンの伸び差の最大値と最小値
の差よりも小さいことを特徴とする。

【００２０】また、本発明は、請求項１ないし６のいず
れかに記載の蒸気タービンのシール装置を適用した蒸気
タービンである。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
及び図２を参照して説明する。尚、以下の説明において
は、蒸気タービンのタービンシャフトと静翼内輪の間に
設けられたシール装置を例にとって説明するが、動翼の
先端のシュラウドカバーと静翼外輪の間に設けられたシ
ール装置においても同様のことが言え、一般にグランド
シールと称されるところのタービンシャフトとケーシン
グとの間に設けられたシール装置においても同様のこと
が言える。

【００２２】「第1の実施の形態」（請求項１、２、３
に対応） 図１（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、請求項１ないし３
に対応する実施の形態を示すものであって、蒸気タービ
ンのシール装置として使用されたラビリンスシール２０
の部分を示した断面図である。

【００２３】シールフィン２３，２４のピッチは蒸気タ
ービンの伸び差の最大値と最小値との差よりも小さく設
定され、従来に比べて狭い範囲に多数のシールフィン２
３，２４が設置されている。

【００２４】図１（ａ）は、蒸気タービンの定常運転状
態におけるラビリンスシール２０の状態を示す断面図で
ある。この状態では、静止部側であるパッキンリング２
２のシールフィン２３と回転部側であるタービンシャフ
ト２５のシールフィン２４とが互いに食違った状態とな
っている。すなわち、径方向間隙調整装置（図示せず）
が作動して、パッキンリング２２側シールフィン２３が
内径を小さくするように押し出されて、パッキンリング
２２のシールフィン２３先端とタービンシャフト２５側
シールフィン２４先端とが径方向に負の隙間２７ａを有
し、流体Ｆが高圧側から低圧側（例えば図１（ａ）左側
から右側へ）に向かって直進できないようにジグザグの
流路が形成されている。

【００２５】図１（ｂ）は、蒸気タービンの起動直後か
らの負荷上昇の際の低負荷における過渡的な運転状態に
おけるラビリンスシール２０の状態を示す断面図であ
る。この状態においては、径方向間隙調整装置（図示せ
ず）がまだ作動していないので、静止側であるパッキン
リング２２のシールフィン２３先端と回転側であるター
ビンシャフト２５のシールフィン２４先端とが径方向に
正の隙間２７ｂを有していて、流体Ｆが高圧側から低圧
側に向かって直進できる。従って、タービンシャフト２
５側のシールフィン２４とパッキンリング２２側のシー
ルフィン２３とが同じ軸方向位置になっても、タービン
シャフト２５側シールフィン２４とパッキンリング２２
側シールフィン２３とが接触することがない。

【００２６】また、図１（ｃ）は、蒸気タービンの負荷
降下時の低負荷に至る過渡的な運転状態におけるラビリ
ンスシール２０の状態を示す断面図である。この状態に
おいては、径方向間隙調整装置（図示せず）の作動が終
了して静止部側であるパッキンリング２２のシールフィ
ン２３が半径方向に径が大きくなるように押し戻されて
いる。そして、パッキンリング２２側シールフィン２３
先端とタービンシャフト２５側シールフィン２４先端と
が、再び径方向に正の隙間２７ｂを有して流体Ｆが高圧
側から低圧側に向かって直進できる様になっている。従
って、タービンシャフト２５側のシールフィン２４とパ
ッキンリング２２側のシールフィン２３とが同じ軸方向
位置になっても、タービンシャフト２５側シールフィン
２４とパッキンリング２２側シールフィン２３とが接触
することがない。

【００２７】このように、上記蒸気タービンのシール装
置として使用されたラビリンスシール２０においては、
シールフィン２３，２４のピッチを蒸気タービンの伸び
差の最大値と最小値との差よりも小さく設定しているの
で、従来に比べて狭い範囲に多数のシールフィンを設置
することが可能となり、シール性能を向上させることが
できる。しかしながら、シールフィンのピッチを蒸気タ
ービンの伸び差の最大値と最小値との差よりも小さく設
定しているので、そのままでは蒸気タービンの伸び差に
よってパッキンリング側（静止側）シールフィンとター
ビンシャフト側（回転側）シールフィンの軸方向の相対
位置が変化し互いのシールフィン同士が干渉することに
なって接触するのでこれを解決する手段が必要である。

【００２８】そこで、径方向間隙調整装置を使用するこ
とによって、今までの運転実績から蒸気タービンの伸び
差によって回転側と静止側とのシールフィンが接触しそ
うな蒸気タービン負荷時までに、静止側のシールフィン
を後退させて接触を防止し、両シールフィンの接触の可
能性がないときは静止側のシールフィンを突出させてラ
ビリンスシールのシール性能を向上させている。このよ
うにすることによって、シールフィンのピッチを蒸気タ
ービンの伸び差の最大値と最小値との差よりも小さく設
定できるようにし、これによって従来に比べて狭い範囲
に多数のシールフィンを設置し、シール性能を大幅に向
上することができる。

【００２９】また、上記のような蒸気タービンシール装
置のラビリンスシールにおいて、静止側のフィンの径方
向への移動は蒸気タービンの２５％負荷以上のタービン
負荷において作動完了させるのが好ましい。このように
することによって、高性能が要求される蒸気タービンの
高負荷時の運転状態（定常運転状態）において、シール
フィンの軸方向間隙を従来より狭くすることができ、シ
ールフィンの数を従来に比べて格段に多く形成した食違
い型ラビリンスシール装置を提供することができ、シー
ル部の流路をジグザグに形成できて高いシール性能を達
成することができる。また、高いシール性能が特に要求
されない起動停止時や低負荷運転時には、静止側シール
フィンと回転側シールフィンが径方向に正の間隙を持っ
て互いに接触することの無い蒸気タービンシール装置を
提供できる。

【００３０】「第２の実施の形態」（請求項４、５、６
に対応） 図２（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、請求項４ないし６
に対応する実施の形態を示すものであって、蒸気タービ
ンのシール装置として使用されたハイロー型のラビリン
スシール３０の部分を示した断面図である。この実施の
形態においては、ハイロー型のラビリンスシールの回転
側に設けられた凸部によって形成される凹部の幅が蒸気
タービンの伸び差の最大値と最小値との差よりも小さく
設定され従来に比べて狭い範囲に多数のシールフィンが
設置されている。図２（ａ）において、回転部側である
タービンシャフト３５の外周面には周方向に延在する凸
部３３が複数個設けられ、これら凸部３３の間には周方
向に延在する凹部３４が形成されている。他方、静止部
側であるパッキンリング３２の内周面であって、タービ
ンシャフト３５の凸部３３に相対する位置には、径方向
に突出する短いフィン３８が設けられ、パッキンリング
３２の内周面であって、タービンシャフト３５の凹部３
４に相対する位置には、径方向に突出する長いフィン３
９を設けられている。

【００３１】図２（ａ）は、蒸気タービンの定常運転状
態におけるラビリンスシール３０の状態を示す断面図で
ある。この状態では、パッキンリング３２の長いシール
フィン３９とタービンシャフト３５の凸部３３とが互い
に食違った状態となっている。すなわち、径方向間隙調
整装置（図示せず）が作動してパッキンリング３２の長
いシールフィン３９が半径方向内方へ押し出され、ター
ビンシャフト３５側の凸部３３の先端とパッキンリング
３２側の長いシールフィン３９先端とが径方向に負の隙
間３７ａを有していて流体Ｆが高圧側から低圧側（例え
ば図２（ａ）左側から右側へ）に向かって直進できない
ようにジグザグの流路が形成されている。

【００３２】図２（ｂ）は蒸気タービンの起動直後から
の負荷上昇の際の低負荷における過渡的な運転状態にお
ける本実施形態のラビリンスシール３０の状態を示す断
面図である。この状態においては、径方向間隙調整装置
（図示せず）がまだ作動していないので、静止側である
パッキングリング３２の長いシールフィン３９の先端と
回転側であるタービンシャフト３５の凸部３３の先端と
が径方向に正の隙間３７ｂを有していて、流体Ｆが高圧
側から低圧側に向かって直進できる。従って、タービン
シャフト３５側の凸部３３とパッキンリング３２側の長
いシールフィン３９とが同じ軸方向位置になっても、長
いシールフィン３９と凸部３３とが接触することがな
い。

【００３３】また、図２（ｃ）は蒸気タービンの負荷降
下時の低負荷に至る過渡的な運転状態における本実施形
態のラビリンスシール３０の状態を示す断面図である。
この状態においては、径方向間隙調整装置（図示せず）
の作動が終了して静止部側であるパッキンリング３２の
シールフィン３８，３９が半径方向外方に押し戻され
て、パッキンリング３２の長いシールフィン３９の先端
とタービンシャフト３５の凸部３３の先端とが再び径方
向に正の隙間３７ｂを有して流体が高圧側から低圧側に
向かって直進できる。従って、タービンシャフト３５の
凸部３３とパッキングリング３２の長いシールフィン３
９とが同じ軸方向位置になっても、凸部３３と長いシー
ルフィン３９とが接触することがない。

【００３４】このように、上記蒸気タービンのシール装
置として使用されたハイロー型のラビリンスシール３０
においては、凹部３４の軸方向の幅及び長いシールフィ
ン３９の軸方向ピッチを蒸気タービンの伸び差の最大値
と最小値との差よりも小さく設定しているので、従来に
比べて狭い範囲に多数の凸部３３及び長いシールフィン
３９を設置することが可能となり、シール性能を向上す
ることができる。しかしながら、凹部３４の軸方向幅及
び長いシールフィン３９のピッチを蒸気タービンの伸び
差の最大値と最小値との差よりも小さく設定しているの
で、そのままでは蒸気タービンの伸び差によってパッキ
ンリング側（静止側）の長いシールフィン３９とタービ
ンシャフト側（回転側）の凸部３３とが干渉することが
ある。

【００３５】そこで、径方向間隙調整装置を使用するこ
とによって、蒸気タービンの伸び差によって回転側の凸
部３３と静止側との長いシールフィン３９が接触しそう
なときは、静止側の長いシールフィン３９を後退させて
接触を防止し、凸部３３と長いシールフィン３９の接触
の可能性がないときは静止側の長いシールフィン３９を
突出させてラビリンスシールのシール性能を向上させて
いる。このようにすることによって、長いシールフィン
３９及び凸部３３のピッチを蒸気タービンの伸び差の最
大値と最小値との差よりも小さく設定できるようにし、
これによって従来に比べて狭い範囲に多数のシールフィ
ンを設置し、シール性能を大幅に向上することができ
る。

【００３６】また、上記のような蒸気タービンシール装
置のハイロー型ラビリンスシールにおいて、静止側のフ
ィンの径方向への移動は蒸気タービンの２５％以上のタ
ービン負荷において作動完了させるのが好ましい。この
ようにすることによって、高性能が要求される蒸気ター
ビンの高負荷運転状態（例えば定常運転時）において、
シールフィン及び凸部の軸方向間隙を従来より狭くする
ことができ、シールフィンの数を従来に比べて格段に多
く形成した食違い型ラビリンスシール装置を提供するこ
とができ、シール蒸気通路部をジグザグに形成できて高
いシール性能を達成することができる。また、高いシー
ル性能が特に要求されない起動停止時や低負荷運転時に
は、静止側シールフィンと回転側凸部が径方向に正の間
隙を持って互いに接触することの無い蒸気タービンシー
ル装置を提供できる。

【００３７】なお、いずれの実施の形態においても、図
示しない径方向間隙調整装置は、発電機またはタービン
シャフトに設けられたセンサ等により検出された蒸気タ
ービンの出力信号に基づいて、パッキンリングをタービ
ンシヤフトに対して突出させるものであり、その構成
は、従来の装置のように、パッキンリングを蒸気の圧力
と板バネに代表される弾性体の力を利用したクリアラン
スコントロールによるものでも、単にモータ等の駆動力
によるクリアランスコントロールによるものでも良い。

【００３８】すなわち、径方向間隙調整装置が蒸気の圧
力を利用したものであれば、前記出力信号に基づいて弁
を開閉してパッキンリング導入される蒸気量を制御する
ことによりパッキンリングの移動量を制御し、また、モ
ータを利用したものであれば前記出力信号に基づいて回
転を正転もしくは反転されることでパッキンリングの移
動量を制御する。要するに、前記出力信号に基づいてパ
ッキンリングの移動量を制御できれば、前記径方向間隙
調整装置の駆動方法は従来技術の組合せで可能なもので
十分である。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、定常運転時のシール性
能を従来よりも大きく向上させることが可能になってタ
ービンの性能向上に貢献すると同時に、起動停止に伴う
低負荷時においても回転構造物と静止構造物との接触を
回避でき運転に支障をきたすことがない安全で信頼性の
高いシール装置並びに蒸気タービンを提供することが可
能となる。また、万一、接触に至った場合においても、
回転構造物側に発生する損傷を最小限に抑えることが可
能なシール装置並びに蒸気タービンを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における第１の実施の形態のラビリンス
シールを示した縦断面図であって、（ａ）は蒸気タービ
ンの定常運転状態を示し、（ｂ）は蒸気タービンの起動
直後からの負荷上昇の際における過渡的な運転状態を示
し、（ｃ）は蒸気タービンの負荷降下時における過渡的
な運転状態を示す。

【図２】本発明における第２の実施の形態のハイロー型
ラビリンスシールを示した縦断面図であって、（ａ）は
蒸気タービンの定常運転状態を示し、（ｂ）は蒸気ター
ビンの起動直後からの負荷上昇における過渡的な運転状
態を示し、（ｃ）は蒸気タービンの負荷降下時における
過渡的な運転状態を示す。

【図３】従来から適用されてきた蒸気タービンの静翼内
輪とタービンシャフトとの間のラビリンスシール装置を
示す縦断面図。

【図４】従来から適用されてきた蒸気タービンの動翼先
端と静翼外輪との間のラビリンスシール装置を示す縦断
面図。

【符号の説明】 ２０ ラビリンスシール ２２ パッキンリング ２３，２４ シールフィン ２５ タービンシャフト ２７ａ，２７ｂ 間隙 ３０ ラビリンスシール ３２ パッキンリング ３３ 凸部 ３４ 凹部 ３５ タービンシャフト ３７ａ，３７ｂ 間隙 ３８ 短いシールフィン ３９ 長いシールフィン Ｆ 流体の流れ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項1】回転物体の周面にフィンを半径方向に突き
   出して設け、前記回転物体の周面と相対する周面を有す
   る静止物体の前記周面にフィンを半径方向に突き出して
   設け、前記静止物体側のフィンのピッチを前記回転物体
   側のフィンのピッチと同等に配設した蒸気タービンのシ
   ール装置において、 組み立て時には、前記静止物体側のフィン先端と前記回
   転物体側のフィン先端との間に径方向に正の間隙を有す
   るように、蒸気タービンの定常運転時には、前記静止物
   体側のフィン先端と前記回転物体側のフィン先端とが径
   方向に負の間隙を有して互いに食い違うように、前記回
   転物体側のフィンに対して前記静止物体側のフィンを移
   動配置するフィン移動手段を有することを特徴とする蒸
   気タービンのシール装置。
2. 【請求項２】蒸気タービンの運転時において、前記フィ
   ン移動手段による前記静止物体側フィンの径方向への移
   動動作は、蒸気タービンの２５％以上のタービン負荷に
   おいて完了することを特徴とする請求項１に記載の蒸気
   タービンのシール装置。
3. 【請求項３】前記回転物体側フィン及び前記静止物体側
   フィンのピッチを、そのラビリンスシールが設置されて
   いる位置の蒸気タービンの伸び差の最大値と最小値の差
   よりも小さくしたことを特徴とする請求項１又は２に記
   載の蒸気タービンのシール装置。
4. 【請求項４】回転物体の周面に、周方向に延在する凸部
   と周方向に延在する凹部とを形成し、静止物体の周面で
   あって、前記回転物体の周面に設けられた凸部に相対す
   る位置に、径方向に突出する短いフィンを設け、前記静
   止物体の周面であって、前記回転物体の周面に設けられ
   た凹部に相対する位置に、径方向に突出する長いフィン
   を設けた蒸気タービンのシール装置において、 組み立て時には、前記静止物体側の前記長いフィンの先
   端と前記回転物体側の前記凸部の先端との間に径方向に
   正の間隙を有し、蒸気タービンの定常運転時には、前記
   静止物体側の長いフィンの先端と前記回転物体側の凸部
   先端とが径方向に負の間隙を有して互いに食い違って配
   置されるように、前記回転物体側のフィンに対して前記
   静止物体側のフィンを移動配置するフィン移動手段を有
   することを特徴とする蒸気タービンのシール装置。
5. 【請求項５】蒸気タービンの運転時において、前記フィ
   ン移動手段による前記静止物体側フィンの径方向への移
   動動作は、蒸気タービンの２５％以上のタービン負荷に
   おいて完了することを特徴とする請求項４に記載の蒸気
   タービンのシール装置。
6. 【請求項６】前記回転物体側の凹部の軸方向の幅は、そ
   のラビリンスシールが設置されている位置の蒸気タービ
   ンの伸び差の最大値と最小値の差よりも小さいことを特
   徴とする請求項４又は５に記載の蒸気タービンのシール
   装置。
7. 【請求項７】請求項１ないし６のいずれかに記載の蒸気
   タービンのシール装置を適用したことを特徴とする蒸気
   タービン。