JP5490285B2 - シール構造及びこれを備える回転機械 - Google Patents

Description

本発明は、シール構造及びこれを備える回転機械に関するものである。

一般に、蒸気タービンやガスタービン等の回転機械におけるロータの周囲においては、該ロータと静翼等の静止側部材との間のクリアランスを最小とすることにより、流体の漏れ量を極力低減することが、回転機械の性能向上の観点から重要である。

そこで、ロータの外周面から周方向沿って突出するフィンと、静止側部材の該フィンと対向する箇所に切削性の高いアブレーダブル材を溶射したシール部材とを備えるシール構造が採用されている（下記特許文献１参照）。このようなシール構造では、ロータの回転時に該ロータと静止側部材とが接触した場合であっても、アブレーダブル材が切削されることで接触箇所における発熱の低減を可能として、回転機械の性能を維持するようにされている。
ここで、シール部材は、周方向に沿って延在する環状部材であって、その内周面にはアブレーダブル材を溶射して形成されたアブレーダブル皮膜が形成されている。

特開２００９−１７４６５５号

しかしながら、上記の特許文献１に記載のシール構造では、シール部材を設ける必要があるため、製造上手間であるとともに、加工費が高くなりコストが嵩むという問題点がある。

一方、シール部材を省略して、静止側部材にアブレーダブル材を直接溶射する技術が考えられる。
ここで、ロータの回転時には、隣接する静翼の内側シュラウド同士で軸方向にせん断力が生じるため、アブレーダブル材が該せん断力を負担しなければならない。しかしながら、アブレーダブル材は切削性が高いため、静翼に直接溶射しただけのアブレーダブル材は該せん断力により破損し、さらには静翼から脱落する可能性があるため、単純に溶射するだけでは適用できない。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、アブレーダブル材に損傷が生じた場合でも該アブレーダブル材の脱落を防止することができるシール構造を提供するものである。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係るシール構造は、ロータの外周面から周方向に沿って突出するフィンと、内側シュラウドの内周面に、前記フィンと対向するようにアブレーダブル皮膜が形成された静翼とを備え、前記内側シュラウドの内周面に凹凸形状が形成されており、前記アブレーダブル皮膜が前記凹凸形状に沿って形成され、前記凹凸形状は、前記内側シュラウドの内周面からその内部に向かって形成された凹部により構成され、前記内側シュラウドの内周面は、前記凹部の延在方向に交差する断面形状が直線状に形成されていることを特徴とする。

このようなシール構造では、アブレーダブル皮膜が凹凸形状に沿って形成され、該凹凸形状部分にアブレーダブル材が入り込んで硬化し溶着するため、接着面積が増大し、強固に接着することができる。よって、アブレーダブル皮膜に損傷が生じた場合でも、該アブレーダブル皮膜は強固に接着しているため、該アブレーダブル皮膜の脱落を防止することができる。
また、凹凸形状は、例えば、内側シュラウドの内周面からその内部に向かって形成された凹部により形成されている。よって、アブレーダブル皮膜が凹部の内部に入り込んでいるため、確実に接着力を向上させることができる。よって、アブレーダブル皮膜に損傷が生じた場合でも、該アブレーダブル皮膜の脱落を防止することができる。

また、本発明に係るシール構造は、前記凹部は、該凹部の延在方向に直交する断面において前記内側シュラウドの内周面から該凹部の底部に向かうにしたがって幅が次第に広くなるように形成されていることが好ましい。

このようなシール構造では、アブレーダブル皮膜の接着面積が増大させることができる。また、アブレーダブル皮膜に脱落する方向に力が作用する場合には、凹部の底部に向かって形成された面に対応するアブレーダブル皮膜の傾斜面には抵抗力が作用するため、より強固に接着することができる。よって、アブレーダブル皮膜に損傷が生じた場合でも、該アブレーダブル皮膜は強固に接着しているため、該アブレーダブル皮膜の脱落を防止することができる。

また、本発明に係るシール構造は、前記凹部は、該凹部の延在方向に直交する断面において前記内側シュラウドの内周面から膨らむ円弧状に形成されていることが好ましい。

このようなシール構造では、アブレーダブル皮膜の接着面積が増大させることができるため、接着力を向上させることができる。

また、本発明に係るシール構造では、ロータの外周面から周方向に沿って突出するフィンと、内側シュラウドの内周面に、前記フィンと対向するようにアブレーダブル皮膜が形成された静翼とを備え、前記内側シュラウドの内周面に凹凸形状が形成されており、前記アブレーダブル皮膜が前記凹凸形状に沿って形成され、前記凹凸形状は、前記アブレーダブル皮膜の外周面からその内部に向かって形成された凹部により構成され、前記凹部の底部をなすアブレーダブル側底部は、前記凹部の延在方向に交差する断面形状が直線状に形成されていることを特徴とする。

このようなシール構造では、アブレーダブル皮膜が凹凸形状に沿って形成され、該凹凸形状部分にアブレーダブル材が入り込んで硬化し溶着するため、接着面積が増大し、強固に接着することができる。よって、アブレーダブル皮膜に損傷が生じた場合でも、該アブレーダブル皮膜は強固に接着しているため、該アブレーダブル皮膜の脱落を防止することができる。

また、本発明に係るシール構造では、前記凹部は、該凹部の延在方向に直交する断面において前記アブレーダブル皮膜の外周面から該凹部の底部に向かうにしたがって幅が次第に広くなるように形成されていることが好ましい。

このようなシール構造では、アブレーダブル皮膜の接着面積が増大させることができる。また、アブレーダブル皮膜に脱落する方向に力が作用する場合には、凹部の底部に向かって形成された面に対応するアブレーダブル皮膜の傾斜面には抵抗力が作用するため、より強固に接着することができる。よって、アブレーダブル皮膜に損傷が生じた場合でも、該アブレーダブル皮膜は強固に接着しているため、該アブレーダブル皮膜の脱落を防止することができる。

また、本発明に係るシール構造では、前記凹部は、前記周方向に延在するように形成されていてもよい。

このようなシール構造では、周方向にわたってアブレーダブル皮膜の接着力を向上させることができる。よって、アブレーダブル皮膜に損傷が生じた場合でも、該アブレーダブル皮膜の脱落を防止することができる。

また、本発明に係るシール構造では、前記凹部は、前記ロータの軸線方向に延在するように形成されていてもよい。

このようなシール構造では、軸方向にわたってアブレーダブル皮膜の接着力を向上させることができる。よって、アブレーダブル皮膜に損傷が生じた場合でも、該アブレーダブル皮膜の脱落を防止することができる。

また、本発明に係るシール構造では、前記凹部は、前記周方向に隣接する前記内側シュラウド同士の境界線上に形成されていてもよい。

このようなシール構造では、隣接する内側シュラウドの境界線上に凹部が形成し、該凹部にアブレーダブル皮膜を入り込ませることができる。よって、該境界線に隣接する内側シュラウド間のせん断力が生じるところ、アブレーダブル皮膜の入り込み分のせん断力を低減することができるため、静翼のねじれによる変形を防止することができる。

また、本発明に係るシール構造では、前記内側シュラウドの内周面及び前記アブレーダブル皮膜の外周面の一方側には、前記内側シュラウドの内周面及び前記アブレーダブル皮膜の外周面の他方側に形成された前記凹部に対向して第二の凹部が形成され、前記凹部及び前記第二の凹部との間に挿入されたピン部材を備えていてもよい。

このようなシール構造では、例えば、内側シュラウド側に凹部が形成されている場合には、該凹部とピン部材との嵌合及び接着により該内側シュラウドの軸方向変位を低減させることができる。また、第二の凹部とピン部材との接着によりアブレーダブル皮膜の接着力を向上させることができる。

また、本発明に係る回転機械は、上記のうちのいずれか一に記載のシール構造を備えていることを特徴とする。

この構成によれば、上記のうちのいずれか一に記載のシール構造を備えているため、所望のシール機能を発揮しつつ、アブレーダブル皮膜に損傷が生じた場合でも該アブレーダブル皮膜の脱落を防止することができる。

本発明に係るシール構造及びこれを備える回転機械によれば、凹凸形状部分にアブレーダブル皮膜が入り込んで硬化、溶着することで強固に接着することができるため、アブレーダブル皮膜に損傷が生じた場合でも該アブレーダブル皮膜の脱落を防止することができる。

本発明の実施形態に係るガスタービン（回転機械）の概略図である。 本発明の実施形態に係るシール構造の斜視図である。 本発明の第一実施形態に係るシール構造の構成部材である静翼を示す図１のＸ−Ｘ断面図である。 本発明の第二実施形態に係るシール構造の構成部材である静翼を示す図１のＸ−Ｘ断面図である。 本発明の第三実施形態に係るシール構造の構成部材である静翼を示す図１のＸ−Ｘ断面図である。 本発明の第四実施形態に係るシール構造の構成部材である静翼を示す図１のＸ−Ｘ断面図である。 本発明の第五実施形態に係るシール構造の構成部材である静翼を示す図１のＸ−Ｘ断面図断面図である。 本発明の第六実施形態に係るシール構造の構成部材である静翼を示す図１のＹ−Ｙ断面図である。 本発明の第七実施形態に係るシール構造の構成部材である静翼を示す図１のＹ−Ｙ断面図である。 本発明の第八実施形態に係るシール構造の構成部材である静翼を示す図１のＹ−Ｙ断面図である。 本発明の第八実施形態に係るシール構造の構成部材である静翼を示す断面図である。

（第一実施形態）
以下、図面を参照し、本発明の第一実施形態に係る回転機械について説明する。
本発明に係る第一実施形態について、図１を参照して説明する。ガスタービン（回転機械）１は、圧縮空気を生成する圧縮機２と、圧縮機２で生成された圧縮空気に燃料を混合して燃焼させて燃焼ガスＭを生成する燃焼器３と、燃焼器３で生成された燃焼ガスＭを作動流体として回転駆動するタービン４とを備える。

圧縮機２及びタービン４にはロータ５が挿通されている。圧縮機２は、ロータ５が挿通された圧縮機ケーシング２ａと、ロータ５とともに回転可能な圧縮機動翼２ｂと、圧縮機ケーシング２ａに固定された圧縮機静翼２ｃとを有する。圧縮機動翼２ｂ及び圧縮機静翼２ｃは、周方向Ｒに複数、放射状にそれぞれ設けられている。圧縮機動翼２ｂ及び圧縮機静翼２ｃは、軸方向（軸線方向）Ｐに交互に設けられており、周方向Ｒに設けられた複数の翼によってそれぞれ１段を構成し、それぞれ複数段設けられている。そして、吸気された空気は、圧縮機静翼２ｃ間を流通し、下流側の圧縮機動翼２ｂの回転により圧縮されることを繰り返すことで、圧縮されて圧縮空気が生成される。

また、タービン４は、ロータ５が挿通されたタービンケーシング１０と、ロータ５とともに回転可能なタービン動翼２０と、タービンケーシング１０に固定されるタービン静翼（静翼）３０とを有する。タービン動翼２０及びタービン静翼３０は、径方向Ｑに延在し、周方向Ｒに複数、放射状にそれぞれ設けられている。また、タービン動翼２０及びタービン静翼３０は、軸方向Ｐに交互に設けられており、周方向Ｒに設けられた複数の翼によってそれぞれ１段を構成し、それぞれ複数段設けられている。そして、燃焼器３から流入した作動流体である燃焼ガスＭは、タービン静翼３０間を流通し、下流側のタービン動翼２０を回転させることを繰り返すことで、タービン動翼２０が固定されたロータ５にトルクを与えて回転させる。

また、燃焼ガスＭが高圧側から低圧側に漏出するのを防止するためシール構造７が軸方向Ｐに沿って複数設けられており、以下に該シール構造７について詳細に説明する。

図２に示すように、シール構造７は、ロータ５の外周面から突出する複数のフィン４０と、タービン静翼３０とを備えている。

複数のフィン４０は、ロータ５の外周面から周方向Ｒに沿って突出しており、軸方向Ｐに間隔をおいて配設されている。また、フィン４０は、該ロータ５の外周面を基端部４０ａとして、該基端部４０ａからタービン静翼３０側に向かうにしたがってその幅を狭くするように先端部４０ｂが形成されている。このように、複数のフィン４０，４０…は、軸方向Ｐに向かって、一のフィン４０の基端部４０ａ、先端部４０ｂ、隣接するフィン４０の基端部４０ａ、先端部４０ｂ…が交互に配設されている。

タービン静翼３０は、ロータ５側に設けられた内側シュラウド５０と、該内側シュラウド５０に形成されたアブレーダブル皮膜６０と、該内側シュラウド５０から径方向に延在する翼本体７０と、該翼本体７０の端部に設けられた外側シュラウド８０とを有している。

内側シュラウド５０は、Ｚ型シュラウドと呼ばれ、径方向Ｑ内側から見た形状がＺ型を成している。また、内側シュラウド５０は、隣接する内側シュラウド５０との間からの高温ガスの漏れを抑えるとともに、翼本体７０のねじれを抑えるためにＺ型を成している。
また、内側シュラウド５０は軸方向Ｐに配設され、周方向Ｒに隣接する内側シュラウド５０と互いに当接して配されている。
また、図３に示すように、内側シュラウド５０の内周面５０ａには、凹凸形状が形成されている。本実施形態では、内側シュラウド５０の内周面５０ａからその内部、換言すると径方向Ｑ外側に向かって凹部５１が周方向Ｒに延在するように形成されている。

凹部５１は、シュラウド側基部５１ａと、内周面５０ａから略直角に設けられた一対のシュラウド側壁部５１ｂと、該一対のシュラウド側壁部５１ｂを連結するとともにシュラウド側壁部５１ｂと略直角に設けられたシュラウド側底部５１ｃとを有している。

また、アブレーダブル皮膜６０は、内側シュラウド５０の内周面５０ａに、フィン４０（図２参照）と対向するように、本実施形態ではアブレーダブル材が溶射されて形成されている。また、アブレーダブル皮膜６０は凹凸形状に沿って形成され、本実施形態ではアブレーダブル皮膜６０は凹部５１のシュラウド側基部５１ａからシュラウド側底部５１ｃまでにわたって溶射され、凸部６１が形成されている。

凸部６１は、アブレーダブル皮膜６０の外周面６０ａから内側シュラウド５０の内部に向かって突出しており、アブレーダブル側基部６１ａと、外周面６０ａから略直角に設けられた一対のアブレーダブル側壁部６１ｂと、該一対のアブレーダブル側壁部６１ｂを連結するアブレーダブル側天部６１ｃとを有している。

また、凹部５１のシュラウド側基部５１ａと凸部６１のアブレーダブル側基部６１ａとが接着し、凹部５１のシュラウド側壁部５１ｂと凸部６１のアブレーダブル側壁部６１ｂとが接着し、凹部５１のシュラウド側底部５１ｃと凸部６１のアブレーダブル側天部６１ｃとがそれぞれ接着している。
なお、アブレーダブル材としては例えばニッケル基合金が採用される。

図２に示すように、翼本体７０は、腹側を構成する腹側面７１と、背側を構成する背側面７２とで形成されている。
腹側面７１は、背側面７２側に向かって膨らむように湾曲しており、背側面７２は、腹側面７１と同じ側に向かって膨らむように湾曲している。

外側シュラウド８０は、軸方向Ｐ及び周方向Ｒに隣接する外側シュラウド８０と互いに当接して配されている。

このように構成されたシール構造７を備えるガスタービン１では、内側シュラウド５０に形成された凹部５１内にアブレーダブル材が凸部６１として入り込んで硬化し溶着するため、内側シュラウド５０とアブレーダブル皮膜６０との接着面積が増大する。よって、該接着面積の増大にともない内側シュラウド５０とアブレーダブル皮膜６０とは強固に接着する。さらに、凹部５１は周方向Ｒに延在するように形成されているため、周方向Ｒにわたって内側シュラウド５０とアブレーダブル皮膜６０との接着力を向上させることがきる。したがって、ガスタービン１を稼動させた際にたとえアブレーダブル皮膜６０に損傷が生じた場合でも、アブレーダブル皮膜６０が内側シュラウド５０から剥がれて脱落することを防止することができる。

また、本実施形態ではアブレーダブル材を内側シュラウド５０に直接設けることができる。よって、内側シュラウド５０に設けられたシール部材にアブレーダブル材が溶射される従来の構造と比較すると、シール部材が不要となった分だけロータ５とタービン静翼３０との距離を近づけることができる。よって、タービン４如いてはガスタービン１全体として、設備を小型化することができる。

（第二実施形態）
以下、本発明の第二実施形態に係るガスタービン２０１について、図４を用いて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

第一実施形態におけるシール構造７では、内側シュラウド５０に形成された凹部５１の一対のシュラウド側壁部５１ｂはシュラウド側基部５１ａに対して略直角に形成されている。一方、本実施形態におけるシール構造２０７では、シュラウド側壁部２５１ｂはシュラウド側基部２５１ａに対して略直角に形成されているが、シュラウド側壁部２５１ｄはシュラウド側基部２５１ａに対して鋭角に形成されている。

すなわち、内側シュラウド２５０の凹部２５１は、凹部２５１の延在方向（周方向Ｒ）に直交する断面において内側シュラウド２５０の内周面２５０ａから凹部２５１のシュラウド側底部２５１ｃに向かうにしたがって幅が広くなるように形成されている。本実施形態では、シュラウド側壁部２５１ｂはシュラウド側基部２５１ａに対して略直角に形成されているが、シュラウド側壁部２５１ｄはシュラウド側底部２５１ｃに向かうにしたがって対向するシュラウド側壁部２５１ｂから離れるように形成されている。このようにして、凹部２５１の延在方向（周方向Ｒ）に直交する断面において、凹部２５１のシュラウド側基部２５１ａにおける幅２６１ｅよりもシュラウド側底部２５１ｃにおける幅２６１ｆの方が広くなっている。

また、アブレーダブル皮膜２６０の凸部２６１は、凹部２５１に対応した形状であり、アブレーダブル側壁部２６１ｄはアブレーダブル側天部２６１ｃに向かうにしたがってアブレーダブル側壁部２６１ｂから離れるように形成されている。

このように構成されたシール構造２０７を備えるガスタービン２０１では、シュラウド側壁部２５１ｄ、アブレーダブル側壁部２６１ｄが傾斜して設けられているため、内側シュラウド２５０とアブレーダブル皮膜２６０との接着面積をより増大させることができる。また、アブレーダブル皮膜２６０に脱落する方向である径方向Ｑ内側に力が作用する場合に、アブレーダブル側壁部２６１ｄには、脱落を防止するように径方向Ｑ外側に向かって抵抗力が作用する。よって、内側シュラウド２５０とアブレーダブル皮膜２６０とをより強固に接着することができるため、アブレーダブル皮膜２６０に損傷が生じた場合でも、アブレーダブル皮膜２６０が内側シュラウド２５０から剥がれて脱落することを防止することができる。

（第三実施形態）
以下、本発明の第三実施形態に係るガスタービン３０１について、図５を用いて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

第二実施形態におけるシール構造２０７では、シュラウド側壁部２５１ｂはシュラウド側基部２５１ａに対して略直角に形成され、シュラウド側壁部２５１ｄはシュラウド側基部２５１ａに対して鋭角に形成されている。一方、本実施形態におけるシール構造３０７では、シュラウド側壁部３５１ｂ，３５１ｄともに、シュラウド側基部３５１ａに対して鋭角に形成されている。

すなわち、内側シュラウド３５０の凹部３５１は、凹部３５１の延在方向（周方向Ｒ）に直交する断面において内側シュラウド３５０の内周面３５０ａから凹部３５１のシュラウド側底部３５１ｃに向かうにしたがって幅が広くなるように形成されている。本実施形態では、シュラウド側壁部３５１ｂ，３５１ｄは、シュラウド側底部３５１ｃに向かうにしたがって互いに離間するように形成されている。このようにして、凹部３５１の延在方向（周方向Ｒ）に直交する断面において、凹部３５１のシュラウド側基部３５１ａにおける幅３６１ｅよりもシュラウド側底部３５１ｃにおける幅３６１ｆの方が広くなっている。

また、アブレーダブル皮膜３６０の凸部３６１は、凹部３５１に対応した形状であり、アブレーダブル側壁部３６１ｂ，３６１ｄは、アブレーダブル側天部３６１ｃに向かうにしたがって互いに離間するように形成されている。

このように構成されたシール構造３０７を備えるガスタービン３０１では、シュラウド側壁部３５１ｂ，３５１ｄ、アブレーダブル側壁部３６１ｂ，３６１ｄが傾斜して設けられているため、内側シュラウド３５０とアブレーダブル皮膜３６０との接着面積をより一層増大させることができる。また、アブレーダブル皮膜３６０に脱落する方向である径方向Ｑ内側に力が作用する場合に、アブレーダブル側壁部３６１ｂ，３６１ｄには、ともに脱落を防止するように径方向Ｑ外側に向かって抵抗力が作用する。よって、内側シュラウド３５０とアブレーダブル皮膜３６０とをより一層強固に接着することができるため、アブレーダブル皮膜３６０に損傷が生じた場合でも、アブレーダブル皮膜３６０が内側シュラウド３５０から剥がれて脱落することを防止することができる。

（第四実施形態）
以下、本発明の第四実施形態に係るガスタービン４０１について、図６を用いて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

第一実施形態におけるシール構造７における内側シュラウド５０の凹部５１では、シュラウド側基部５１ａとシュラウド側壁部５１ｂとは略直角をなし、シュラウド側壁部５１ｂとシュラウド側底部５１ｃとも略直角をなしている。一方、本実施形態におけるシール構造４０７における凹部４５１は、凹部４５１の延在方向（周方向Ｒ）に直交する断面において内側シュラウド４５０の内周面４５０ａから膨らむように円弧状に形成されている。

すなわち、内側シュラウド４５０の凹部４５１は、内周面４５０ａから内側シュラウド４５０の内部に向かって膨らむ半円形状をなしている。

また、アブレーダブル皮膜４６０の凸部４６１は、凹部４５１に対応した形状であり、外周面４６０ａから外方に向かって膨らむ半円形状をなしている。

このように構成されたシール構造４０７を備えるガスタービン４０１でも、内側シュラウド４５０とアブレーダブル皮膜４６０との接着面積を増大させることができるため、内側シュラウド４５０とアブレーダブル皮膜４６０とを強固に接着することができる。

（第五実施形態）
以下、本発明の第五実施形態に係るガスタービン５０１について、図７を用いて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

第一実施形態におけるシール構造７では、凹部５１は内側シュラウド５０の内周面５０ａ側からその内部に向かって形成されている。一方、本実施形態におけるシール構造５０７では、凹部５６１はアブレーダブル皮膜５６０の外周面５６０ａからその内部に向かって形成されている。

すなわち、凹部５６１は、アブレーダブル側基部５６１ａと、外周面５６０ａから略直角に設けられた一対のアブレーダブル側壁部５６１ｂと、該一対のアブレーダブル側壁部５６１ｂを連結するとともにアブレーダブル側壁部５６１ｂと略直角に設けられたアブレーダブル側底部５６１ｃとを有している。

また、凸部５５１は、凹部５６１に対応した形状であり、内側シュラウド５５０の内周面５５０ａからアブレーダブル皮膜５６０の内部に向かって突出しており、内側シュラウド基部５５１ａと、内周面５５０ａから略直角に設けられた一対のシュラウド側壁部５５１ｂと、該一対のシュラウド側壁部５５１ｂを連結するシュラウド側天部５５１ｃとを有している。

このように構成されたシール構造５０７を備えるガスタービン５０１でも、内側シュラウド５５０とアブレーダブル皮膜５６０との接着面積を増大させることができため、内側シュラウド５５０とアブレーダブル皮膜５６０とを強固に接着することができる。
また、内側シュラウド５５０及びアブレーダブル皮膜５６０のいずれか一方に選択的に凹部を設けて、他方に凸部を設ければいいため、設計の自由度が広がる。

（第六実施形態）
以下、本発明の第六実施形態に係るガスタービン６０１について、図８を用いて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

第一実施形態におけるシール構造７では、凹部５１は周方向Ｒに延在するように形成されている。一方、本実施形態におけるシール構造６０７では、凹部６５１は軸方向Ｐに延在するように形成されている。

すなわち、凹部６５１は、周方向Ｒに隣接する内側シュラウド６５０，６５０…同士の境界線６５４の径方向Ｑ内側であって、軸方向Ｐに沿うとともに、周方向Ｒに間隔を有して複数形成されている。
また、凹部６５１の内部には、アブレーダブル皮膜６６０が凸部６６１として入り込んで形成されている。

このように構成されたシール構造６０７を備えるガスタービン６０１では、凹部６５１は軸方向Ｐに延在するように形成されているため、軸方向Ｐにわたって内側シュラウド６５０とアブレーダブル皮膜６６０との接着力を向上させることがきる。
また、隣接する内側シュラウド６５０，６５０…同士の境界線６５４では、該内側シュラウド６５０，６５０…間のせん断力が生じるところ、アブレーダブル皮膜６６０が凹部６５１に凸部６６１として入り込んでいる分のせん断力を低減することができる。よって、タービン静翼６３０のねじれによる変形を防止することができ、ガスタービン６０１自体の安定性を向上させることができる。

（第七実施形態）
以下、本発明の第七実施形態に係るガスタービン７０１について、図９を用いて説明する。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

第六実施形態におけるシール構造６０７では、凹部６５１は周方向Ｒに隣接する内側シュラウド６５０，６５０…同士の境界線６５４の径方向Ｑ内側に形成されている。一方、本実施形態におけるシール構造７０７では、凹部７５１は内側シュラウド７５０それぞれの軸方向Ｐの寸法内に形成されている。

すなわち、凹部７５１は、内側シュラウド７５０の軸方向Ｐ寸法の略中央であって、軸方向Ｐに沿うとともに、周方向Ｒに間隔を有して複数形成されている。

このように構成されたシール構造７０７を備えるガスタービン７０１でも、凹部７５１は軸方向Ｐに延在するように形成されているため、軸方向Ｐにわたって内側シュラウド７５０とアブレーダブル皮膜７６０との接着力を向上させることがきる。

（第八実施形態）
以下、本発明の第八実施形態に係るガスタービン８０１について、図１０，１１を用いて説明する。
ここで、図１０は本実施形態に係るシール構造８０７における図１のＹ−Ｙ断面図であり、図１１はシール構造８０７の内側シュラウド８５０部分を切断した断面図である。
この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。

第六実施形態におけるシール構造６０７では、凹部６５１は、内側シュラウド６５０の内周面６５０ａからその内部に向かって形成されているものだけで構成されている。一方、本実施形態におけるシール構造８０７では、凹部は、内側シュラウド８５０の内周面８５０ａからその内部に向かって形成されている凹部８５１と、該凹部８５１に対向してアブレーダブル皮膜８６０の外周面８６０ａからその内部に向かって形成された第二の凹部８６２とを有している。また、凹部８５１と第二の凹部８６２との間にはピン部材８９０が挿入されている。

すなわち、図１０に示すように、凹部８５１は、周方向Ｒに隣接する内側シュラウド８５０，８５０…同士の境界線８５４の径方向Ｑ内側に、周方向Ｒに間隔を有して内側シュラウド８５０の内周面８５０ａからその内部に向かって複数形成されている。また、図１１に示すように、凹部８５１は、一の内側シュラウド８５０につき、軸方向Ｐに間隔を有して２箇所形成されている。
なお、上記数値は一例であり、３箇所であってもよく当該数値に限定されるものではない。

また、図１０に示すように、第二の凹部８６２は、周方向Ｒに隣接する内側シュラウド８５０，８５０…同士の境界線８５４の径方向Ｑ内側に、周方向Ｒに間隔を有してアブレーダブル皮膜８６０の外周面８６０ａからその内部に向かって複数形成されている。また、図１１に示すように、第二の凹部８６２は、一の内側シュラウド８５０につき、軸方向Ｐに間隔を有して２箇所形成されている。
また、ピン部材８９０は、棒状部材であり、一端８９０ａが凹部８５１のシュラウド側底部８５１ｃに、他端８９０ｂが第二の凹部８６２アブレーダブル側底部８６１ｃに配設されている。

また、シール構造８０７の製造方法としては、内側シュラウド８５０の凹部８５１にピン部材８９０を挿入し、アブレーダブル材を溶射してピン部材８９０を凹部８５１に定着させるとともに、アブレーダブル皮膜８６０を形成する。

このようにシール構造８０７を備えるガスタービン８０１では、ピン部材８９０は、隣接する内側シュラウド８５０，８５０…同士を周方向Ｒに強固に結合するとともに、軸方向Ｐへの変位を低減されることができる。
また、アブレーダブル材を溶射する際には、ピン部材８９０の他端８９０ｂ側が突出しているため、アブレーダブル材の溶着を良好として、アブレーダブル皮膜８６０を形成することができる。よって、ピン部材８９０を介して、内側シュラウド８５０とアブレーダブル皮膜８６０とを強固に接着することができる。

なお、上述した実施の形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

また、上記の実施形態においては、回転機械の一例としてガスタービンを例に挙げて説明したが、蒸気タービン等の他の回転機械にも適用可能である。

１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１，８０１…ガスタービン（回転機械）
５…ロータ
７，２０７，３０７，４０７，５０７，６０７，７０７，８０７…シール構造
３０…タービン静翼（静翼）
４０…フィン
５０，２５０，３５０，４５０，５５０，６５０，７５０，８５０…内側シュラウド
５０ａ，２５０ａ，３５０ａ，５５０ａ，６５０ａ，８５０ａ…内周面
５１，２５１，３５１，４５１，５６１，６５１，７５１，８５１…凹部
６０，２６０，３６０，４６０，５６０，６６０，７６０，８６０…アブレーダブル皮膜６０ａ，２６０ａ，３６０ａ，５６０ａ，８６０ａ…外周面
６５４，８５４…境界線
Ｒ…周方向

Claims (10)

1. ロータの外周面から周方向に沿って突出するフィンと、
   内側シュラウドの内周面に、前記フィンと対向するようにアブレーダブル皮膜が形成された静翼とを備え、
   前記内側シュラウドの内周面に凹凸形状が形成されており、前記アブレーダブル皮膜が前記凹凸形状に沿って形成され、
   前記凹凸形状は、前記内側シュラウドの内周面からその内部に向かって形成された凹部により構成され、
   前記内側シュラウドの内周面は、前記凹部の延在方向に交差する断面形状が直線状に形成されていることを特徴とするシール構造。
2. 請求項１に記載のシール構造において、
   前記凹部は、該凹部の延在方向に直交する断面において前記内側シュラウドの内周面から該凹部の底部に向かうにしたがって幅が次第に広くなるように形成されていることを特徴とするシール構造。
3. 請求項１または請求項２に記載のシール構造において、
   前記凹部は、該凹部の延在方向に直交する断面において前記内側シュラウドの内周面から膨らむ円弧状に形成されていることを特徴とするシール構造。
4. ロータの外周面から周方向に沿って突出するフィンと、
   内側シュラウドの内周面に、前記フィンと対向するようにアブレーダブル皮膜が形成された静翼とを備え、
   前記内側シュラウドの内周面に凹凸形状が形成されており、前記アブレーダブル皮膜が前記凹凸形状に沿って形成され、
   前記凹凸形状は、前記アブレーダブル皮膜の外周面からその内部に向かって形成された凹部により構成され、
   前記凹部の底部をなすアブレーダブル側底部は、前記凹部の延在方向に交差する断面形状が直線状に形成されていることを特徴とするシール構造。
5. 請求項４に記載のシール構造において、
   前記凹部は、該凹部の延在方向に直交する断面において前記アブレーダブル皮膜の外周面から該凹部の底部に向かうにしたがって幅が次第に広くなるように形成されていることを特徴とするシール構造。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のシール構造において、
   前記凹部は、前記周方向に延在するように形成されていることを特徴とするシール構造。
7. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のシール構造において、
   前記凹部は、前記ロータの軸線方向に延在するように形成されていることを特徴とするシール構造。
8. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のシール構造において、
   前記凹部は、前記周方向に隣接する前記内側シュラウド同士の境界線上に形成されていることを特徴とするシール構造。
9. 請求項７に記載のシール構造において、
   前記内側シュラウドの内周面及び前記アブレーダブル皮膜の外周面の一方側には、前記内側シュラウドの内周面及び前記アブレーダブル皮膜の外周面の他方側に形成された前記凹部に対向して第二の凹部が形成され、
   前記凹部及び前記第二の凹部との間に挿入されたピン部材を備えることを特徴とするシール構造。
10. 請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のシール構造を備えることを特徴とする回転機械。

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