JP2007263376A

JP2007263376A - Shaft seal mechanism

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Publication number: JP2007263376A
Application number: JP2007189125A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nakano; 隆中野; Hirokazu Shirai; 廣和白井; Toshio Asada; 俊夫浅田; Shin Nishimoto; 西本　　慎; Tanehiro Shinohara; 種宏篠原; Hidekazu Uehara; 秀和上原
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2003-05-21
Filing date: 2007-07-20
Publication date: 2007-10-11

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To save manufacturing costs of a shaft seal mechanism, and make the mechanism compact. <P>SOLUTION: In this shaft seal mechanism, a plurality of thin plates are disposed in an annular space between a rotor and a stator to arrange an annular group of thin plates. Outer circumferential proximal ends of the thin plates are fixed to the stator side, and inner circumferential distal ends of the thin plates are not fixed to the periphery of the rotor, so as to divide the annular space between the rotor and the stator into a high-pressure area and a low-pressure area by the annular group of the thin plates. After the outer circumferential proximal ends of the adjacent thin plates are welded and fixed to each other while multiply overlaid with each other, a general curve is applied to the group of the thin plates in advance before the shaft sealing device is inserted in the annular space. The high-pressure plate and the low-pressure plate are overlaid and nipped on both edges of the thin plates, and a displacement-preventing material is nipped and fixed between thin plate holding rings. Under this condition, the thin plates are curved along the periphery of the annular space, so as to constitute the shaft sealing mechanism. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ガスタービン、蒸気タービン、圧縮機、水車、冷凍機、ポンプなどの大型流体機械の回転軸等に用いて好適な軸シール機構に関する。 The present invention relates to a shaft seal mechanism suitable for use in a rotating shaft of a large fluid machine such as a gas turbine, a steam turbine, a compressor, a water turbine, a refrigerator, and a pump.

一般に、ガスタービンや蒸気タービンの回転軸の周りには、高圧側から低圧側に流れる作動流体の漏れ量を低減するための軸シール機構が設けられている。この軸シール機構の一例としては、例えば下記特許文献１に示されるリーフシールが知られている。 In general, a shaft seal mechanism for reducing the amount of leakage of working fluid flowing from the high pressure side to the low pressure side is provided around the rotation shaft of the gas turbine or the steam turbine. As an example of this shaft seal mechanism, for example, a leaf seal shown in Patent Document 1 below is known.

この種の従来のリーフシールの一例を図６に示す。同図に示すリーフシール１は、回転軸２の軸方向に所定の板幅寸法を有する平板状の薄板３を、回転軸２の周方向に微小間隔をあけて多層に配列して、環状の薄板群９を構成したものである。これら薄板３は、その外周基端側がろう付け部４を介してリーフシールリング５に固定され、また内周先端側が、回転軸２の周面に対し周方向の傾きをもって所定の予圧で鋭角に摺接している。なお、これら薄板３は、対向視した場合にＴ字形をなしており、前記外周基端側の幅寸法ｗ１の方が前記内周先端側の幅寸法ｗ２よりも幅広となっている。 An example of this type of conventional leaf seal is shown in FIG. The leaf seal 1 shown in FIG. 1 has an annular shape in which flat thin plates 3 having a predetermined plate width dimension in the axial direction of the rotary shaft 2 are arranged in multiple layers in the circumferential direction of the rotary shaft 2 with a small interval. The thin plate group 9 is configured. These thin plates 3 are fixed to the leaf seal ring 5 at the outer peripheral base end via a brazing portion 4 and the inner peripheral front end is acutely angled with a predetermined preload with a circumferential inclination with respect to the peripheral surface of the rotary shaft 2. It is in sliding contact. These thin plates 3 have a T-shape when viewed from the opposite side, and the width dimension w1 on the outer peripheral proximal end side is wider than the width dimension w2 on the inner peripheral distal end side.

そして、これら薄板３は、回転軸２の外周をシールすることによって、回転軸２の周囲の環状空間を、高圧側領域と低圧側領域とに分けている。また、リーフシールリング５には、各薄板３を間に挟んで高圧側領域に対向する側に高圧側側板７が、また低圧側領域に対向する側に低圧側側板８が、それぞれ圧力作用方向のガイド板として配置されている。 These thin plates 3 seal the outer periphery of the rotary shaft 2 to divide the annular space around the rotary shaft 2 into a high pressure side region and a low pressure side region. The leaf seal ring 5 has a high pressure side plate 7 on the side facing the high pressure side region with the thin plates 3 interposed therebetween, and a low pressure side plate 8 on the side facing the low pressure side region, respectively. It is arranged as a guide plate.

このように構成されたリーフシール１において、回転軸２が回転すると、回転軸２の回転によって生じる動圧効果により、各薄板３の先端が回転軸２の周面から浮上し、各薄板３の先端と回転軸２との接触が回避される。これにより、各薄板３の摩耗が防止され、シール寿命が長くなる。 In the leaf seal 1 configured as described above, when the rotary shaft 2 rotates, the tip of each thin plate 3 floats from the peripheral surface of the rotary shaft 2 due to the dynamic pressure effect generated by the rotation of the rotary shaft 2, and Contact between the tip and the rotating shaft 2 is avoided. Thereby, abrasion of each thin plate 3 is prevented and the seal life is extended.

特開２００２−１３６４７公報JP 2002-13647 A

ところで、従来のリーフシール１は、各薄板３を、２分割されたハウジング５ａ，５ｂ間に挟み込んだ後、これらハウジング５ａ，５ｂ間の接合箇所を溶接またはボルト固定して製造されるものであるが、その設置場所に応じて全体の径寸法が異なったものとなっている。したがって、ハウジング５ａ，５ｂの製造においては、その径寸法に応じて専用の治具をそれぞれ個別に用意する必要がある。リーフシール１は、様々な箇所に用いられる上に、互いに径の異なるものがほとんどであるため、多数の専用治具が必要となり、これが製造コスト削減の妨げとなっていた。 By the way, the conventional leaf seal 1 is manufactured by sandwiching each thin plate 3 between two divided housings 5a and 5b and then welding or bolting the joints between the housings 5a and 5b. However, the overall diameter differs depending on the installation location. Therefore, in the manufacture of the housings 5a and 5b, it is necessary to individually prepare dedicated jigs according to the diameters thereof. Since the leaf seal 1 is used in various places and most of them have different diameters, a large number of dedicated jigs are required, which hinders the reduction of the manufacturing cost.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、軸シール機構の製造コスト削減を可能とし、また、コンパクト化にも寄与する手段の提供を目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide means capable of reducing the manufacturing cost of the shaft seal mechanism and contributing to downsizing.

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。 The present invention employs the following means in order to solve the above problems.

請求項１に記載の軸シール機構は、ロータとステータとの間の環状空間に複数の薄板を配列させて環状の薄板群を配設し、これら薄板の外周基端側を前記ステータ側に固定するとともに、これら薄板の内周先端側は前記ロータの周面に対して非固定とすることで、前記環状の薄板群で前記ロータと前記ステータとの間の環状空間を高圧側領域及び低圧側領域に分ける軸シール機構であり、前記各薄板が、多重に重ね合わされた状態でその各外周基端側が隣接間同士で互いに溶接固定された後に、前記軸シール機構を前記環状空間に挿入する前に前記薄板群に大まかな曲げが予め与えられ、高圧側プレート及び低圧側プレートを前記薄板の両側縁に重ね合わせて挟み込み、且つ薄板保持リングの間にずれ防止材を挟み込んで固定した状態で前記環状空間の周面に沿って湾曲されたものであることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, in the shaft seal mechanism, a plurality of thin plates are arranged in an annular space between the rotor and the stator to arrange an annular thin plate group, and the outer peripheral proximal end side of these thin plates is fixed to the stator side. In addition, the inner peripheral front end side of these thin plates is not fixed to the peripheral surface of the rotor, so that the annular space between the rotor and the stator in the annular thin plate group is a high pressure side region and a low pressure side. The shaft seal mechanism is divided into regions, and the thin plate is overlapped with each other in a state where the thin plates are overlapped, and before the shaft seal mechanism is inserted into the annular space after being welded to each other. The thin plate group is preliminarily bent, and the high-pressure side plate and the low-pressure side plate are sandwiched between both side edges of the thin plate, and the slip prevention material is sandwiched and fixed between the thin plate holding rings. Characterized in that along the periphery of the Jo space is one that is curved.

上記請求項１に記載の軸シール機構によれば、前記各薄板が多重に重ね合わされた状態でその各外周基端側が隣接間同士で互いに溶接固定された後に、前記軸シール機構を前記環状空間に挿入する前に前記薄板群に大まかな曲げが予め与えられ、高圧側プレート及び低圧側プレートを前記薄板の両側縁に重ね合わせて挟み込み、且つ薄板保持リングの間にずれ防止材を挟み込んで固定した状態で前記環状空間の周面に沿って湾曲されたものであるので、環状空間の曲率に応じて容易に自由に曲率を変えることができる。 According to the shaft seal mechanism according to claim 1, the shaft seal mechanism is attached to the annular space after the respective outer peripheral proximal end sides are welded and fixed to each other in a state where the respective thin plates are overlapped. The thin plate group is preliminarily bent before being inserted into the plate, and the high-pressure side plate and the low-pressure side plate are sandwiched between both side edges of the thin plate, and a slip prevention material is sandwiched between the thin plate holding rings and fixed. In this state, since it is curved along the circumferential surface of the annular space, the curvature can be easily and freely changed according to the curvature of the annular space.

請求項２に記載の軸シール機構は、ロータとステータとの間の環状空間に複数の薄板を配列させて環状の薄板群を配設し、これら薄板の外周基端側を前記ステータ側に固定するとともに、これら薄板の内周先端側は前記ロータの周面に対して非固定とすることで、前記環状の薄板群で前記ロータと前記ステータとの間の環状空間を高圧側領域及び低圧側領域に分けるリーフシールをなす軸シール機構であり、前記各薄板が、多重に重ね合わされた状態でその各外周基端側が隣接間同士で互いに溶接固定されて全体として可撓性を有する薄板群をなした後に、前記軸シール機構を前記環状空間に挿入する前に前記薄板群に大まかな曲げが予め与えられ、高圧側プレート及び低圧側プレートを前記薄板の両側縁に重ね合わせて挟み込み、且つ薄板保持リングの間にずれ防止材を挟み込んで固定した状態で前記環状空間の周面に沿って湾曲されたものであることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the shaft seal mechanism, a plurality of thin plates are arranged in an annular space between the rotor and the stator to arrange an annular thin plate group, and the outer peripheral proximal end side of these thin plates is fixed to the stator side. In addition, the inner peripheral front end side of these thin plates is not fixed to the peripheral surface of the rotor, so that the annular space between the rotor and the stator in the annular thin plate group is a high pressure side region and a low pressure side. A shaft seal mechanism that forms a leaf seal that divides into regions, and in the state where the thin plates are overlapped, the outer peripheral proximal end sides are welded and fixed to each other between adjacent ones, and a flexible thin plate group as a whole. Then, before inserting the shaft seal mechanism into the annular space, the thin plate group is preliminarily bent, and the high-pressure side plate and the low-pressure side plate are overlapped on both side edges of the thin plate and sandwiched. Characterized in that in a state of fixed by sandwiching the prevention material displacement during lifting ring is one that is curved along the peripheral surface of the annular space.

本発明の請求項１または請求項２に記載の軸シール機構によれば、その設置場所に応じて自由に曲率を変えることができるものであるため、従来のような専用治具を個別に用意せずに済む。これにより、軸シール機構の製造コストを削減することが可能となり、それぞれ実施形態で説明するような効果を得ることが可能となる。 According to the shaft seal mechanism of the first or second aspect of the present invention, since the curvature can be freely changed according to the installation location, a conventional dedicated jig is prepared individually. You do n’t have to. As a result, the manufacturing cost of the shaft seal mechanism can be reduced, and the effects described in the embodiments can be obtained.

本発明の一実施形態を、図面を参照しながら以下に説明するが、本発明がこれのみに限定解釈されるものでないことは、もちろんである。また、本実施形態では、本発明が適用される大型流体機械が、ガスタービンのタービンである場合を例として説明するが、蒸気タービン、圧縮機、水車、冷凍機、ポンプ、航空機用ガスタービンエンジンなど、その他の大型流体機械の回転軸等にも適用可能である。 One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings, but the present invention should not be construed as being limited thereto. In the present embodiment, the case where the large fluid machine to which the present invention is applied is a gas turbine turbine will be described as an example. However, a steam turbine, a compressor, a water turbine, a refrigerator, a pump, and an aircraft gas turbine engine are described. It can be applied to the rotating shaft of other large fluid machines.

まず、図１に、ガスタービンの概略構成を示す。同図において、符号２０は圧縮機、符号２１は燃焼器、符号２２はタービンである。圧縮機２０は、多量の空気をその内部に取り入れて圧縮するものである。通常、ガスタービンでは、後述する回転軸２３で得られる動力の一部が、圧縮機の動力として利用されている。燃焼器２１は、圧縮機２０で圧縮された空気に燃料を混合して燃焼させるものである。タービン２２は、燃焼器２１で発生させた燃焼ガスをその内部に導入して膨張させ、回転軸２３に設けられた動翼２３ｅに吹き付けることで燃焼ガスの熱エネルギーを機械的な回転エネルギーに変換して動力を発生させるものである。 First, FIG. 1 shows a schematic configuration of a gas turbine. In the figure, reference numeral 20 denotes a compressor, reference numeral 21 denotes a combustor, and reference numeral 22 denotes a turbine. The compressor 20 takes in a large amount of air and compresses it. Usually, in a gas turbine, a part of the power obtained by a rotary shaft 23 described later is used as power for the compressor. The combustor 21 mixes fuel with the air compressed by the compressor 20 and burns it. The turbine 22 introduces and expands the combustion gas generated in the combustor 21 and blows it to the rotor blades 23e provided on the rotating shaft 23 to convert the thermal energy of the combustion gas into mechanical rotational energy. Thus, power is generated.

タービン２２には、回転軸２３側に配置された複数の動翼２３ｅの他に、ステータ２４側に配置された複数の静翼２４ａが設けられており、これら動翼２３ｅと静翼２４ａとが回転軸２３の軸線方向に交互に配列されている。各動翼２３ｅは回転軸２３の軸線方向に流れる燃焼ガスの圧力を受けて回転軸２３を回転させ、回転軸２３に与えられた回転エネルギーが軸端から取り出されて利用されるようになっている。各静翼２４ａと回転軸２３との間には、高圧側から低圧側に漏れる燃焼ガスの漏れ量を低減するための軸シール機構として、リーフシール２５が設けられている。 The turbine 22 is provided with a plurality of stationary blades 24a arranged on the stator 24 side in addition to the plurality of moving blades 23e arranged on the rotating shaft 23 side. The rotating shafts 23 are alternately arranged in the axial direction. Each rotor blade 23e receives the pressure of the combustion gas flowing in the axial direction of the rotating shaft 23 to rotate the rotating shaft 23, and the rotational energy given to the rotating shaft 23 is extracted from the shaft end and used. Yes. A leaf seal 25 is provided between each stationary blade 24a and the rotating shaft 23 as a shaft seal mechanism for reducing the amount of combustion gas leaking from the high pressure side to the low pressure side.

図２に、このリーフシール２５の拡大断面図を示す。なお、同図は、リーフシール２５を、回転軸２３の軸線を含む断面で見ている。以下の説明においては、リーフシール２５の基本構成について先に説明し、その後、この特徴点について引き続き説明を行うものとする。 FIG. 2 shows an enlarged sectional view of the leaf seal 25. In the figure, the leaf seal 25 is seen in a cross section including the axis of the rotary shaft 23. In the following description, the basic configuration of the leaf seal 25 will be described first, and then this feature point will be described.

まず、リーフシール２５の基本構成の説明を行う。図２に示すように、このリーフシール２５は、回転軸２３とステータ２４との間の環状空間に、回転軸２３の軸線方向に各板幅方向を揃え且つ、この回転軸２３の周方向に互いに微小間隔をあけて多数の薄板２９を多重に配列させた環状の薄板群２９Ａを備えている。 First, the basic configuration of the leaf seal 25 will be described. As shown in FIG. 2, the leaf seal 25 is arranged in the annular space between the rotating shaft 23 and the stator 24 so that the plate width directions are aligned in the axial direction of the rotating shaft 23 and in the circumferential direction of the rotating shaft 23. An annular thin plate group 29 </ b> A in which a large number of thin plates 29 are arranged in multiple positions with a minute interval therebetween is provided.

各薄板２９は、その外周基端側においてステータ２４に固定され、また、その内周先端側において回転軸２３の周面２３ａに対して周方向の傾きをもって鋭角に配されている。このようにして、各薄板２９からなる環状の薄板群２９Ａは、回転軸２３とステータ２４との間の環状空間を高圧側領域及び低圧側領域に分けている。 Each thin plate 29 is fixed to the stator 24 on the outer peripheral proximal end side, and is disposed at an acute angle with a circumferential inclination with respect to the peripheral surface 23a of the rotating shaft 23 on the inner peripheral distal end side. In this way, the annular thin plate group 29A composed of the thin plates 29 divides the annular space between the rotating shaft 23 and the stator 24 into a high pressure side region and a low pressure side region.

続いて、上記の基本構成を有するリーフシール２５の特徴点につき、図２を参照しながら以下に説明を行う。 Next, the characteristic points of the leaf seal 25 having the above basic configuration will be described below with reference to FIG.

同図に示すように、本実施形態のリーフシール２５は、板幅が、前記内周先端側よりも前記外周基端側の方が幅広である略Ｔ字形をなし、多重に重ね合わされる複数の薄板２９と、これら薄板２９を環状状態に挟持する一対のリーフシールリテーナ５１，５２（薄板保持リング）と、各薄板２９の、高圧側領域に対向する一側縁と一方のリーフシールリテーナ５１との間に挟み込まれて前記各一側縁に当接する環状の高圧側プレート５３と、各薄板２９の、低圧側領域に対向する他側縁と他方の薄板保持リング５２との間に挟み込まれて前記各他側縁に当接する環状の低圧側プレート５４と、各リーフシールリテーナ５１，５２間に挟持されてこれらに対する各薄板２９のがたつきを減らすスペーサ５５とを備えて構成されている。 As shown in the figure, the leaf seal 25 of the present embodiment has a substantially T-shape in which the plate width is wider on the outer peripheral proximal end side than on the inner peripheral distal end side, and a plurality of the multiple overlaps are provided. A thin plate 29, a pair of leaf seal retainers 51 and 52 (thin plate retaining rings) that sandwich the thin plates 29 in an annular state, one side edge of each thin plate 29 that faces the high pressure side region, and one leaf seal retainer 51. Between the thin plate 29 and the other side edge of the thin plate 29 facing the low pressure side region and the other thin plate holding ring 52. And an annular low-pressure side plate 54 that comes into contact with each other side edge, and a spacer 55 that is sandwiched between the leaf seal retainers 51 and 52 to reduce the shakiness of each thin plate 29 against them. .

各薄板２９は、可撓性を有する略Ｔ字形の薄い鋼板であり、その両側縁に切り欠き２９ａが形成されている。そして、これら薄板２９は、その外周基端側において互いに溶接固定されており（溶接箇所については、図４の説明において後述する。）、全体として可撓性を有する薄板群をなしている。 Each thin plate 29 is a substantially T-shaped thin steel plate having flexibility, and notches 29a are formed on both side edges thereof. The thin plates 29 are welded and fixed to each other on the base end side of the outer periphery (the welded portions will be described later in the description of FIG. 4), forming a flexible thin plate group as a whole.

高圧側プレート５３は、環状の薄板であり、回転軸２３の軸線を含む断面で見た場合に、その一側面側が段付きとなるように、内周部分よりも一段肉厚な外周部分を備えている。同様に、低圧側プレート５４も、環状の薄板であり、前記断面で見た場合に、その一側面側が段付きとなるように、内周部分よりも一段肉厚な外周部分を備えている。そして、これら高圧側プレート５３及び低圧側プレート５４を、これらの段付きの部分において前記各切り欠き２９ａに嵌め込むようにして各薄板２９の両側面に重ね合わせた後、さらに、各リーフシールリテーナ５１，５２間に挟み込むことで固定されている。 The high-pressure side plate 53 is an annular thin plate, and has an outer peripheral portion that is one step thicker than the inner peripheral portion so that one side surface is stepped when viewed in a cross section including the axis of the rotating shaft 23. ing. Similarly, the low-pressure side plate 54 is also an annular thin plate, and has an outer peripheral portion that is one step thicker than the inner peripheral portion so that one side surface thereof is stepped when viewed in the cross section. Then, after the high pressure side plate 53 and the low pressure side plate 54 are overlapped on both side surfaces of the thin plates 29 so as to be fitted into the notches 29a in the stepped portions, the leaf seal retainers 51, It is fixed by being sandwiched between 52.

リーフシールリテーナ５１，５２は、回転軸２３の軸線を含む断面で見た場合に概ね「コ」字形状をなす、可撓性を備えた金属部品であり、互いに重ね合わせた際に形成される凹部５１ａ，５２ａに、各薄板２９の幅広部分とスペーサ５５とを嵌め込むようになっている。 The leaf seal retainers 51 and 52 are metal parts having flexibility that are generally “U” -shaped when viewed in a cross section including the axis of the rotary shaft 23, and are formed when they are overlapped with each other. The wide portions of the thin plates 29 and the spacers 55 are fitted into the recesses 51a and 52a.

スペーサ５５は、図３に示すように、加圧された場合に、弾性変形することによって付勢力を発生させる複数の凸部５５ａが形成された板バネであり、図２に示すように、凹部５１ａ，５２ａ内において環状の薄板群２９Ａががたつきを生じることのないよう、これら凹溝５１ａ，５２ａに対して環状の薄板群２９Ａをその外周側から押さえ込む付勢力を働かせている。そして、このスペーサ５５の上面と各リーフシールリテーナ５１，５２との間を、溶接箇所ｙ４において溶接することで、これらの間の相対位置を固定することが可能となっている。 As shown in FIG. 3, the spacer 55 is a leaf spring formed with a plurality of convex portions 55a that generate an urging force by being elastically deformed when pressed, and as shown in FIG. An urging force that presses the annular thin plate group 29A from the outer peripheral side is applied to the concave grooves 51a and 52a so that the annular thin plate group 29A does not rattle in the 51a and 52a. And the relative position between these can be fixed by welding between the upper surface of this spacer 55, and each leaf seal retainer 51 and 52 in the welding location y4.

以上説明の構成を有するリーフシール２５の製造方法を、図４及び図５を参照しながら以下に説明する。このリーフシール２５の製造においては、薄板溶接工程と、曲げ工程と、リング取り付け工程とを経て行われる。 A method for manufacturing the leaf seal 25 having the above-described configuration will be described below with reference to FIGS. The leaf seal 25 is manufactured through a thin plate welding process, a bending process, and a ring mounting process.

まず、薄板溶接工程では、図４（ａ）に示すように、鋼板をＴ字形に打ち抜いた各薄板２９を多重かつ斜めに重ね合わせた後、これらの外周基端側を溶接する。すなわち、図５（ｂ）に示すように、各外周基端側の外周端と両側端とにおいて、各薄板２９同士を互いに溶接する（符号ｙ１〜ｙ３）。 First, in the thin plate welding step, as shown in FIG. 4 (a), the thin plate 29 obtained by punching steel plates into a T shape is overlapped and obliquely overlapped, and then the outer peripheral base end side is welded. That is, as shown in FIG. 5B, the thin plates 29 are welded to each other at the outer peripheral end and the both side ends on the outer peripheral base end side (reference numerals y1 to y3).

続く曲げ工程では、互いに溶接された各薄板２９と、各リーフシールリテーナ５１，５２との両方に、次の軸シール機構挿入工程前に大まかな曲げを予め与える。図５（ｃ）に、曲げ工程後の各薄板２９を示す。 In the subsequent bending step, rough bending is applied in advance to both the thin plates 29 welded to each other and the leaf seal retainers 51 and 52 before the next shaft seal mechanism insertion step. FIG. 5C shows each thin plate 29 after the bending process.

続くリング取り付け工程では、図５に示すように、溶接された各薄板２９の外周基端側と高圧側プレート５３と低圧側プレート５４とスペーサ５５とを、各リーフシールリテーナ５１，５２間に挟み込み、その後、これらリーフシールリテーナ５１，５２間を固定する。 In the subsequent ring mounting step, as shown in FIG. 5, the outer peripheral proximal end side, the high pressure side plate 53, the low pressure side plate 54, and the spacer 55 of each welded thin plate 29 are sandwiched between the leaf seal retainers 51 and 52. Thereafter, the space between the leaf seal retainers 51 and 52 is fixed.

すなわち、各薄板２９の、高圧側領域に対向する一側縁と一方のリーフシールリテーナ５１との間に、前記各一側縁に当接する環状の高圧側プレート５３を挟み込んで固定する。同様に、各薄板２９の、低圧側領域に対向する他側縁と他方のリーフシールリテーナ５２との間に、前記各他側縁に当接する環状の低圧側プレート５４を挟み込んで固定する。さらに、各薄板２９の外周基端側と、各リーフシールリテーナ５１，５２との間に、これらに対する各薄板２９の相対動作を規制するスペーサ５５を挟み込んで固定する。 That is, the annular high-pressure side plate 53 that contacts the one side edge is sandwiched and fixed between the one side edge of each thin plate 29 facing the high-pressure side region and the one leaf seal retainer 51. Similarly, an annular low-pressure side plate 54 in contact with each other side edge is sandwiched and fixed between the other side edge of each thin plate 29 facing the low-pressure side region and the other leaf seal retainer 52. Furthermore, a spacer 55 that restricts the relative movement of each thin plate 29 with respect to the outer peripheral proximal end side of each thin plate 29 and each leaf seal retainer 51, 52 is sandwiched and fixed.

このようにして各部品を挟み込んだ後の各リーフシールリテーナ５１，５２を、スペーサ５５に対して、各溶接箇所ｙ４（図２参照）において溶接固定する。これにより、各リーフシールリテーナ５１，５２間の固定が行われる。 Thus, each leaf seal retainer 51, 52 after sandwiching each component is welded and fixed to the spacer 55 at each welding location y4 (see FIG. 2). As a result, the leaf seal retainers 51 and 52 are fixed.

以上説明のリーフシール２５の構造及び製造方法によれば、リーフシール２５の設置される場所や径の大小が多少異なっても、従来のように専用治具を個別に用意せずに済むため、リーフシール２５の製造コストを削減することが可能となる。また、各リーフシールリテーナ５１，５２の肉厚を、可撓性を発揮できる程度に薄肉化しているので、これらリーフシールリテーナ５１，５２の外形寸法を小さくでき、リーフシール２５全体のコンパクト化に貢献することも可能となっている。 According to the structure and manufacturing method of the leaf seal 25 described above, even if the place where the leaf seal 25 is installed and the size of the diameter are slightly different, it is not necessary to prepare a dedicated jig individually as in the prior art. The manufacturing cost of the leaf seal 25 can be reduced. Further, since the thickness of each leaf seal retainer 51, 52 is thinned to such an extent that flexibility can be exhibited, the outer dimensions of these leaf seal retainers 51, 52 can be reduced, and the leaf seal 25 as a whole can be made compact. It is also possible to contribute.

なお、組み上げられた軸シール部材（リーフシール２５）を、ステータ２４内に組み付ける際は、ステータ２４の内周面側に設けられた凹溝７１の曲率に沿わせて曲げながら挿入すればよい。これによれば、リーフシール２５の曲率を、その設置場所に応じて自由に変えることができるため、従来のような専用治具を個別に用意せずに済む。これにより、リーフシール２５の製造コストを削減することが可能となっている。 When the assembled shaft seal member (leaf seal 25) is assembled in the stator 24, the shaft seal member (leaf seal 25) may be inserted while being bent along the curvature of the concave groove 71 provided on the inner peripheral surface side of the stator 24. According to this, since the curvature of the leaf seal 25 can be freely changed according to the installation location, it is not necessary to separately prepare a dedicated jig as in the prior art. Thereby, the manufacturing cost of the leaf seal 25 can be reduced.

また、本実施形態のリーフシール製造方法は、前記リング取り付け工程で、各薄板２９の一側縁と一方の薄板保持リング５１との間に高圧側プレート５３を挟み込んで固定する方法を採用した。この方法によれば、高圧側プレート５３の取り付けを容易に行うことができるので、さらなる製造コストの削減が可能となる。 The leaf seal manufacturing method of the present embodiment employs a method in which the high-pressure side plate 53 is sandwiched and fixed between one side edge of each thin plate 29 and one thin plate holding ring 51 in the ring mounting step. According to this method, the high-pressure side plate 53 can be easily attached, so that the manufacturing cost can be further reduced.

また、本実施形態のリーフシール製造方法は、前記リング取り付け工程で、各薄板２９の他側縁と薄板保持リング５２との間に低圧側プレート５４を挟み込んで固定する方法を採用した。この方法によれば、低圧側プレート５４の取り付けを容易に行うことができるので、さらなる製造コストの削減が可能となる。 The leaf seal manufacturing method of the present embodiment employs a method in which the low-pressure side plate 54 is sandwiched and fixed between the other side edge of each thin plate 29 and the thin plate holding ring 52 in the ring mounting step. According to this method, the low-pressure side plate 54 can be easily attached, so that the manufacturing cost can be further reduced.

本発明に係るリーフシール（軸シール機構）を備えたガスタービンの一実施形態を示す概略構成断面図である。It is a schematic structure sectional view showing one embodiment of a gas turbine provided with a leaf seal (shaft seal mechanism) concerning the present invention. 同リーフシールの、ステータに対する組み込み構造を示す図であって、回転軸の軸線を含む断面より見た断面図である。It is a figure which shows the incorporating structure with respect to the stator of the leaf seal, Comprising: It is sectional drawing seen from the cross section containing the axis line of a rotating shaft. 同リーフシールに備えられているスペーサを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the spacer with which the leaf seal is equipped. 同リーフシールの製造方法を示す図であって、（ａ）及び（ｂ）は薄板溶接工程後の薄板を示す図であり、また（ｃ）は曲げ工程後の薄板を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing method of the leaf seal, Comprising: (a) And (b) is a figure which shows the thin plate after a thin plate welding process, (c) is a figure which shows the thin plate after a bending process. 同リーフシールの製造方法の続きを示す図であって、リング取り付け工程を説明するための組み立て図である。It is a figure which shows the continuation of the manufacturing method of the leaf seal, Comprising: It is an assembly drawing for demonstrating a ring attachment process. 従来の軸シール機構の一例を示す図であって、回転軸の軸線を含む断面より見た断面図である。It is a figure which shows an example of the conventional shaft seal mechanism, Comprising: It is sectional drawing seen from the cross section containing the axis line of a rotating shaft.

符号の説明Explanation of symbols

２３・・・回転軸（ロータ）
２４・・・ステータ
２５・・・リーフシール（軸シール機構）
２９・・・薄板
２９Ａ・・・環状の薄板群
５１，５２・・・リーフシールリテーナ（薄板保持リング）
５３・・・高圧側プレート（プレート）
５４・・・低圧側プレート（プレート）
５５・・・スペーサ（ずれ防止部材） 23 ... Rotating shaft (rotor)
24 ... Stator 25 ... Leaf seal (shaft seal mechanism)
29 ... thin plate 29A ... annular thin plate group 51, 52 ... leaf seal retainer (thin plate retaining ring)
53 ... High-pressure side plate (plate)
54 ... Low pressure side plate
55 ... Spacer (shift prevention member)

Claims

ロータとステータとの間の環状空間に複数の薄板を配列させて環状の薄板群を配設し、これら薄板の外周基端側を前記ステータ側に固定するとともに、これら薄板の内周先端側は前記ロータの周面に対して非固定とすることで、前記環状の薄板群で前記ロータと前記ステータとの間の環状空間を高圧側領域及び低圧側領域に分ける軸シール機構であり、
前記各薄板が、多重に重ね合わされた状態でその各外周基端側が隣接間同士で互いに溶接固定された後に、前記軸シール機構を前記環状空間に挿入する前に前記薄板群に大まかな曲げが予め与えられ、高圧側プレート及び低圧側プレートを前記薄板の両側縁に重ね合わせて挟み込み、且つ薄板保持リングの間にずれ防止材を挟み込んで固定した状態で前記環状空間の周面に沿って湾曲されたものであることを特徴とする軸シール機構。 A plurality of thin plates are arranged in an annular space between the rotor and the stator to dispose a group of annular thin plates, and the outer peripheral proximal end side of these thin plates is fixed to the stator side, and the inner peripheral distal end side of these thin plates is It is a shaft seal mechanism that divides the annular space between the rotor and the stator into a high-pressure side region and a low-pressure side region by non-fixing with respect to the circumferential surface of the rotor,
After each thin plate is overlapped in multiple layers, the outer peripheral proximal end side is welded and fixed between adjacent ones, and then the thin plate group is roughly bent before inserting the shaft seal mechanism into the annular space. Curved along the circumferential surface of the annular space with a high-pressure side plate and a low-pressure side plate overlapped on both side edges of the thin plate and sandwiched between the thin plate holding rings and fixed in place. A shaft seal mechanism characterized by being made.

ロータとステータとの間の環状空間に複数の薄板を配列させて環状の薄板群を配設し、これら薄板の外周基端側を前記ステータ側に固定するとともに、これら薄板の内周先端側は前記ロータの周面に対して非固定とすることで、前記環状の薄板群で前記ロータと前記ステータとの間の環状空間を高圧側領域及び低圧側領域に分けるリーフシールをなす軸シール機構であり、
前記各薄板が、多重に重ね合わされた状態でその各外周基端側が隣接間同士で互いに溶接固定されて全体として可撓性を有する薄板群をなした後に、前記軸シール機構を前記環状空間に挿入する前に前記薄板群に大まかな曲げが予め与えられ、高圧側プレート及び低圧側プレートを前記薄板の両側縁に重ね合わせて挟み込み、且つ薄板保持リングの間にずれ防止材を挟み込んで固定した状態で前記環状空間の周面に沿って湾曲されたものであることを特徴とする軸シール機構。 A plurality of thin plates are arranged in an annular space between the rotor and the stator to dispose a group of annular thin plates, and the outer peripheral proximal end side of these thin plates is fixed to the stator side, and the inner peripheral distal end side of these thin plates is A shaft seal mechanism that forms a leaf seal that divides the annular space between the rotor and the stator into a high-pressure side region and a low-pressure side region in the annular thin plate group by being not fixed to the circumferential surface of the rotor. Yes,
After each of the thin plates is overlapped, the outer peripheral proximal end sides are welded and fixed to each other between adjacent ones to form a flexible thin plate group as a whole, and then the shaft seal mechanism is moved into the annular space. Before insertion, the thin plate group is preliminarily bent, and the high-pressure side plate and the low-pressure side plate are sandwiched between both side edges of the thin plate, and a slip prevention material is sandwiched and fixed between the thin plate holding rings. A shaft seal mechanism that is curved along the circumferential surface of the annular space in a state.