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JP2017155626A - Seal structure and turbomachine - Google Patents

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JP2017155626A JP2016038048A JP2016038048A JP2017155626A JP 2017155626 A JP2017155626 A JP 2017155626A JP 2016038048 A JP2016038048 A JP 2016038048A JP 2016038048 A JP2016038048 A JP 2016038048A JP 2017155626 A JP2017155626 A JP 2017155626A
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和幸 松本
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勝也 山下
健一 藤川
Kenichi Fujikawa
健一 藤川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a seal structure and a turbomachine capable of effectively restricting the unstable oscillation.SOLUTION: A seal structure comprises: a rotation structure 4 rotating about a shaft center line CL in a prescribed direction; a stationary structure 10 facing in a radial direction R with a gap Gd on the outer peripheral side of the rotation structure 4, and the seal structure restricts the flow of leak flow SL of working fluid from the gap Gd. The seal structure includes: a seal fin 6 extending from the stationary structure 10 toward on the shaft center line CL side; and a guide plate 7 that is attached to the tip side of a surface 6a on the upstream side of the seal fin 6 of the flow component in the axial direction A of the leak flow SL, and that guides the leak flow SL so as to restrict the rotation in a prescribed direction C centered on the shaft center line CL.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、不安定振動を抑制するのに好適な、相対回転する二つ構造体の相互間から作動流体がリークすることを抑制するシール構造及びそれを使用したターボ機械に関する。   The present invention relates to a seal structure that suppresses leakage of working fluid from between two relatively rotating structures that are suitable for suppressing unstable vibrations, and a turbomachine using the seal structure.

蒸気タービン,ガスタービン及びターボ圧縮機などのターボ機械においては、静止構造体と回転構造体との間にできる隙間から蒸気などの作動流体が漏洩(リーク)すると、この作動流体のリークがタービンにおける効率の損失(リーク損失)を引き起こす。このため、ターボ機械では、作動流体のリークを防止するために、当該隙間にシール用フィンを設けてシール構造を形成する(例えば特許文献1参照)。   In a turbo machine such as a steam turbine, a gas turbine, and a turbo compressor, when a working fluid such as steam leaks (leaks) from a gap formed between the stationary structure and the rotating structure, the leakage of the working fluid is caused in the turbine. It causes a loss of efficiency (leakage loss). For this reason, in the turbo machine, in order to prevent leakage of the working fluid, a sealing fin is formed in the gap to form a sealing structure (see, for example, Patent Document 1).

ところで、ターボ機械においては、不安定振動と考えられる低周波振動が発生することがある。不安定振動が発生すると動作不良に繋がるおそれがあるためターボ機械を停止しなければならない。不安定振動が発生する大きな要因の一つとして考えられているのが、シール励振力である。何らかの原因により発生した回転構造体の微小振動に対して、シール励振力は、回転構造体の振れ回りを助長させるように回転構造体に作用し、ひいては不安定振動を引き起こす。
シール励振力についてさらに説明すると、シール部分(シール用フィンが設けられた部分)を流れる作動流体は、軸方向(流れ方向)速度成分だけでなく、周方向速度成分を持って流れており、(以下、この周方向に向かう流れを「旋回流」と呼ぶ)、シール励振力は、この旋回流が原因となり生じる。
つまり、回転構造体が径方向へ微小に変位すると(偏心すると)、回転構造体とシール用フィンとの間の流路が狭まって静圧が高くなる部分と、当該流路が広がって静圧が低くなる部分とが発生すると共に、リークした作動流体の旋回流に起因してシール用フィンの上流側と下流とで静圧分布に位相差が生じ、このような静圧の不均一性に起因した力が回転体に作用してシール励振力が生じる。
By the way, in a turbo machine, low frequency vibration considered to be unstable vibration may occur. If unstable vibration occurs, it may lead to malfunction, so the turbomachine must be stopped. One of the major factors that cause unstable vibration is the seal excitation force. The seal excitation force acts on the rotating structure so as to promote the swinging of the rotating structure against minute vibrations of the rotating structure generated for some reason, and thus causes unstable vibration.
The seal excitation force will be further described. The working fluid flowing in the seal portion (portion provided with the seal fin) flows not only in the axial (flow direction) velocity component but also in the circumferential velocity component. Hereinafter, the flow in the circumferential direction is referred to as “swirl flow”), and the seal excitation force is caused by this swirl flow.
That is, when the rotating structure is slightly displaced (eccentric) in the radial direction, the flow path between the rotating structure and the sealing fin is narrowed and the static pressure is increased, and the flow path is expanded and the static pressure is increased. Due to the swirling flow of the leaked working fluid, and there is a phase difference in the static pressure distribution between the upstream side and the downstream side of the sealing fin. The resulting force acts on the rotating body to generate a seal excitation force.

このようなタービンの不安定振動を抑制する技術として、リークした作動流体の旋回流を遮るための遮蔽板を、シール用フィンの付近において、周方向に沿って複数並設した技術が種々提案されている(例えば特許文献2,3)。   As techniques for suppressing such unstable turbine vibrations, various techniques have been proposed in which a plurality of shielding plates are arranged in the circumferential direction in the vicinity of the sealing fins to block the swirling flow of the leaked working fluid. (For example, Patent Documents 2 and 3).

特開2011−208602号公報JP 2011-208602 A 米国特許第7004475号明細書US Patent No. 7,004475 特開2014−066134号公報JP 2014-066134 A

ところで、リークした作動流体の流れ(以下、「リーク流」と呼ぶ)は、回転構造体と同方向に旋回するだけでなく、子午面内(回転構造体の回転軸を含む断面内)における旋回成分も有しており、シールフィン周りの空間の形状によっては、シールフィンと回転構造体との隙間に向かっても旋回する。この隙間に向かって旋回する流れは、隙間を通過しようとするリーク流を押さえつけて縮流させ、リーク流を抑制する縮流効果を有している。
特許文献2,3に例示される技術では、リーク流に対して、回転構造体と同方向の旋回を抑制することができるが、同時にシールフィンと回転構造体との隙間に向かう旋回も抑制してしまうので、縮流効果が減少して、作動流体のリーク量ひいてはターボ機械のリーク損失の増大させてしまう。
By the way, the flow of the leaked working fluid (hereinafter referred to as “leak flow”) not only swirls in the same direction as the rotating structure, but also swivels in the meridian plane (in the cross section including the rotation axis of the rotating structure). It also has a component, and depending on the shape of the space around the seal fin, it also turns toward the gap between the seal fin and the rotating structure. The flow swirling toward the gap has a contraction effect of suppressing the leak flow by suppressing the leak flow that attempts to pass through the gap.
In the techniques exemplified in Patent Documents 2 and 3, turning in the same direction as the rotating structure can be suppressed against leakage flow, but at the same time, turning toward the gap between the seal fin and the rotating structure is also suppressed. Therefore, the contraction effect is reduced, and the amount of leakage of the working fluid and thus the leakage loss of the turbo machine is increased.

本発明は、上記のような課題に鑑み創案されたもので、作動流体の漏洩量を抑制しつつ不安定振動を抑制することができるようにした、シール構造及びターボ機械を提供することを目的とする。   The present invention was devised in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a seal structure and a turbo machine that can suppress unstable vibration while suppressing the amount of leakage of working fluid. And

(1)上記の目的を達成するために、本発明のシール構造は、軸心線周りに所定方向に回転する回転構造体と、前記回転構造体の外周側に隙間を空けて径方向に対向する静止構造体との間の前記隙間から、作動流体のリーク流の流れを抑制する、シール構造であって、 前記静止構造体から前記軸心線側に延在するシールフィンと、前記リーク流の軸線方向に関する流れ成分で前記シールフィンの上流側の面における前記軸心線寄りの先端側に取り付けられ、前記所定方向とは反対側に向く面の少なくとも内周部位を前記外周側に向ける傾斜姿勢として、前記リーク流を案内する案内プレートとを備えたことを特徴としている。   (1) In order to achieve the above-described object, the seal structure of the present invention has a rotating structure that rotates in a predetermined direction around an axial center line, and is opposed in the radial direction with a gap formed on the outer peripheral side of the rotating structure. A seal structure that suppresses a flow of a leakage flow of a working fluid from the gap between the stationary structure and the seal fin that extends from the stationary structure toward the axial center line, and the leakage flow The flow component in the axial direction of the seal fin is attached to the tip side near the axial center line on the upstream surface of the seal fin, and is inclined so that at least the inner peripheral portion of the surface facing the predetermined direction faces the outer peripheral side. As a posture, a guide plate for guiding the leak flow is provided.

(2)前記静止構造体はタービンケーシングであり、前記回転構造体は、軸方向に沿って複数設置され、動翼の先端に取り付けられたチップシュラウドであって、前記シールフィン及び前記案内プレートは、前記チップシュラウドに対して前記径方向に対向して配置されることが好ましい。   (2) The stationary structure is a turbine casing, and a plurality of the rotating structures are installed along the axial direction and are tip shrouds attached to the tip of a moving blade, and the seal fin and the guide plate are The tip shroud is preferably disposed so as to face the radial direction.

(3)前記案内プレートの前記軸方向の寸法が、前記シールフィンの前記上流側の面と、前記チップシュラウドの前記軸方向を向く面であって前記シールフィンよりも前記上流側に位置する面との距離の半分よりも小さく設定されることが好ましい。   (3) The axial dimension of the guide plate is a surface that faces the upstream side of the seal fin and the axial direction of the tip shroud, and is located on the upstream side of the seal fin. Is preferably set to be smaller than half of the distance between

(4)前記案内プレートは、フラットなプレートであって、前記所定方向とは反対側に向く面を前記外周側に向ける傾斜姿勢とされることが好ましい。   (4) It is preferable that the guide plate is a flat plate and has an inclined posture in which a surface facing a side opposite to the predetermined direction is directed to the outer peripheral side.

(5)前記案内プレートは、前記径方向に対して所定の角度だけ傾斜し、前記所定の角度が5°〜30°の範囲に設定されることが好ましい。   (5) It is preferable that the guide plate is inclined by a predetermined angle with respect to the radial direction, and the predetermined angle is set in a range of 5 ° to 30 °.

(6)前記案内プレートは、湾曲形状のプレートであり、前記湾曲形状の内側面を、前記回転構造体の回転方向である前記所定方向とは反対側に向けて前記シールフィンに取り付けられることが好ましい。   (6) The guide plate is a plate having a curved shape, and is attached to the seal fin with an inner surface of the curved shape facing toward a side opposite to the predetermined direction which is a rotation direction of the rotating structure. preferable.

(7)前記シールフィンは前記軸心線を中心としたリング形状であり、前記案内プレートは、前記シールフィンに周方向に沿って複数設けられ、前記案内プレートの相互間の距離が、内周側の端部において前記外周側よりも狭くなるように設定されることが好ましい。   (7) The seal fin has a ring shape centered on the axial center line, and a plurality of the guide plates are provided in the seal fin along a circumferential direction, and a distance between the guide plates is set to an inner circumference. It is preferable that the end portion on the side is set to be narrower than the outer peripheral side.

(8)前記案内プレートは、少なくとも、前記外周側の端部が、前記軸心線を中心とした円の接線に対して所定の角度だけ傾斜し、前記所定の角度が5°〜30°の範囲に設定されることが好ましい。   (8) In the guide plate, at least an end portion on the outer peripheral side is inclined by a predetermined angle with respect to a tangent of a circle centering on the axial center line, and the predetermined angle is 5 ° to 30 °. It is preferable that the range is set.

(9)前記案内プレートの前記上流側を塞ぐ閉塞プレートを備えることが好ましい。   (9) It is preferable to provide a closing plate that closes the upstream side of the guide plate.

(10)上記の目的を達成するために、本発明のターボ機械は、軸心線周りに所定方向に回転する回転構造体と、前記回転構造体の外周側に隙間を空けて径方向に対向する静止構造体と、(1)〜(9)の何れかに記載のシール構造とを備えたことを特徴としている。   (10) In order to achieve the above object, a turbo machine according to the present invention is configured so that a rotating structure that rotates in a predetermined direction around an axial center line and a radial direction facing the outer peripheral side of the rotating structure with a gap. And a sealing structure according to any one of (1) to (9).

(11)前記回転構造体として、前記軸心線に沿って複数設けられたチップシュラウドを備えると共に、前記静止構造体として、前記複数のチップシュラウドを囲うタービンケーシングを備え、前記複数のチップシュラウドの内の、少なくとも一つのチップシュラウドに対し、前記シール構造を備えたタービンであることが好ましい。   (11) The rotary structure includes a plurality of chip shrouds provided along the axis, and the stationary structure includes a turbine casing that surrounds the plurality of chip shrouds, It is preferable that the turbine is provided with the sealing structure with respect to at least one tip shroud.

(12)前記少なくとも一つのチップシュラウドが、前記作動流体の入口の最も近くに配置されたチップシュラウドであることが好ましい。   (12) Preferably, the at least one tip shroud is a tip shroud disposed closest to the working fluid inlet.

(13)前記少なくとも一つのチップシュラウドが、軸方向中央に配置されたチップシュラウドであることが好ましい。   (13) It is preferable that the at least one tip shroud is a tip shroud disposed in the center in the axial direction.

本発明によれば、作動流体のリーク流は、回転構造体の回転方向(所定方向)と同方向の旋回成分を有するが、所定方向とは反対側に向く面の少なくとも内周部位を前記外周側に向ける傾斜姿勢とした案内プレートによって、作動流体のリーク流の所定方向への旋回成分が低減されるので、リーク流の旋回に起因した不安定振動を抑制することができる。
さらに、案内プレートをシールフィンの先端に設けているので、リーク流が、シールフィンと回転構造体とのクリアランスに向かって流れている最中に、このリーク流を、案内プレートにより案内することができる。これにより、前記クリアランスに向かう流れ成分を残しつつリーク流を案内プレートにより案内させることができるため、このクリアランスに向かう径方向の流れにより、このクリアランスを通過しようとする他のリーク流を押さえつけて縮流させる縮流効果が得られる。
したがって、縮流効果によって作動流体のリーク流量を抑制しつつ不安定振動を抑制することができる。
According to the present invention, the leakage flow of the working fluid has a swirling component in the same direction as the rotation direction (predetermined direction) of the rotating structure, but at least the inner peripheral portion of the surface facing the predetermined direction is the outer periphery. Since the guide plate having the inclined posture toward the side reduces the swirling component in the predetermined direction of the leak flow of the working fluid, it is possible to suppress unstable vibration caused by the swirling of the leak flow.
Further, since the guide plate is provided at the tip of the seal fin, the leak flow can be guided by the guide plate while the leak flow is flowing toward the clearance between the seal fin and the rotating structure. it can. As a result, the leak flow can be guided by the guide plate while leaving the flow component toward the clearance, so that the radial flow toward the clearance suppresses and contracts other leak flows that attempt to pass this clearance. A contracted flow effect is obtained.
Therefore, unstable vibration can be suppressed while suppressing the leakage flow rate of the working fluid due to the contraction effect.

本発明の各実施形態に係る蒸気タービンの全体構成を示す模式的な縦断面図である。It is a typical longitudinal section showing the whole steam turbine composition concerning each embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係るシール構造の構成を示す模式図であって径方向に沿って切断した断面図である。It is a mimetic diagram showing composition of a seal structure concerning a 1st embodiment of the present invention, and is a sectional view cut along a diameter direction. 本発明の第1実施形態に係るシール構造の要部の構成を示す模式図であって、(a)はその斜視図、(b)はその正面図(図2のa方向矢視図)である。It is a schematic diagram which shows the structure of the principal part of the seal structure which concerns on 1st Embodiment of this invention, Comprising: (a) is the perspective view, (b) is the front view (a direction arrow view of FIG. 2). is there. 本発明の第2実施形態に係るシール構造の要部の構成を示す模式図であって、(a)はその斜視図、(b)はその正面図(図2のa方向矢視図に相当する図)である。It is a schematic diagram which shows the structure of the principal part of the seal structure which concerns on 2nd Embodiment of this invention, Comprising: (a) is the perspective view, (b) is the front view (corresponding to the a direction arrow view of FIG. 2) Figure). 本発明の第3実施形態に係るシール構造の要部の構成を示す模式図であって、(a)はその斜視図、(b)はその正面図(図2のa方向矢視図に相当する図)である。It is a schematic diagram which shows the structure of the principal part of the seal structure concerning 3rd Embodiment of this invention, Comprising: (a) is the perspective view, (b) is the front view (corresponding to the a direction arrow view of FIG. 2) Figure). 本発明の第4実施形態に係るシール構造の要部の構成を示す模式図であって、(a)はその斜視図、(b)はその正面図(図2のa方向矢視図に相当する図)である。It is a schematic diagram which shows the structure of the principal part of the seal structure which concerns on 4th Embodiment of this invention, Comprising: (a) is the perspective view, (b) is the front view (equivalent to the a direction arrow view of FIG. 2) Figure).

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
本発明の各実施形態では、本発明のシール構造及びターボ機械を蒸気タービンに適用した例を説明する。
なお、以下に示す各実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の各実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。以下の各実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができると共に、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In each embodiment of the present invention, an example in which the seal structure and the turbomachine of the present invention are applied to a steam turbine will be described.
Note that each embodiment described below is merely an example, and there is no intention to exclude various modifications and technical applications that are not explicitly described in the following embodiments. The configurations of the following embodiments can be implemented with various modifications without departing from the spirit of the embodiments, and can be selected or combined as appropriate.

以下の説明では上流,下流と記載した場合は、特段の説明がない限り、リーク蒸気SLの軸方向Aに関する流れ成分(軸流成分)に対しての上流,下流を意味するものとする。すなわち、図1及び図2における左側を上流側、右側を下流側とする。
また、蒸気タービンのロータ軸心線(以下、「軸心線」とも呼ぶ)CLに向く方向を内周側又は内側とし、その反対側、軸心線CLから離れる方向を外周側又は外側として説明する。
また、以下の説明で周方向と記載した場合は、特段の説明がない限り、軸心線CLを中心とした周方向を意味するものとする。
In the following description, the terms “upstream” and “downstream” mean upstream and downstream with respect to the flow component (axial flow component) in the axial direction A of the leaked steam SL unless otherwise specified. That is, the left side in FIGS. 1 and 2 is the upstream side, and the right side is the downstream side.
In addition, the direction toward the rotor axial center line (hereinafter also referred to as “axial center line”) CL of the steam turbine is defined as the inner peripheral side or the inner side, and the opposite side, the direction away from the axial center line CL is described as the outer peripheral side or the outer side. To do.
In the following description, the term “circumferential direction” means the circumferential direction centered on the axial center line CL unless otherwise specified.

[1.第1実施形態]
[1−1.蒸気タービンの全体構成]
本実施形態の蒸気タービン1について図1を参照して説明する。
本実施形態の蒸気タービン1は、図1に示すように、タービンケーシング(静止構造体、以下「ケーシング」とも呼ぶ)10と、ケーシング10の内部に回転自在に設けられ、動力を図示しない発電機等の機械に伝達するロータ軸30と、ケーシング10に設けられた静翼60と、ロータ軸30に設けられた動翼50と、軸心線CLを中心にロータ軸30を回転可能に支持する軸受部70とを備えて構成されている。静翼60及び動翼50はロータ軸30の径方向Rに延びるブレードである。
ケーシング10は静止しているのに対し、動翼50は軸心線CLを中心に回転する。つまり、ケーシング10と動翼50(後述のチップシュラウド4を含む)とは相対回転する。
[1. First Embodiment]
[1-1. Overall configuration of steam turbine]
A steam turbine 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, the steam turbine 1 of the present embodiment includes a turbine casing (stationary structure, hereinafter also referred to as “casing”) 10 and a generator (not shown) that is rotatably provided inside the casing 10. The rotor shaft 30 is transmitted to a machine, the stationary blade 60 provided on the casing 10, the rotor blade 50 provided on the rotor shaft 30, and the rotor shaft 30 is rotatably supported around the axis line CL. The bearing part 70 is provided. The stationary blade 60 and the moving blade 50 are blades extending in the radial direction R of the rotor shaft 30.
While the casing 10 is stationary, the rotor blade 50 rotates around the axis line CL. That is, the casing 10 and the moving blade 50 (including a chip shroud 4 described later) rotate relative to each other.

蒸気(流体)Sは、図示しない蒸気供給源と接続された蒸気供給管20を介して、ケーシング10に形成された主流入口21から導入され、蒸気タービン1の下流側に接続された蒸気排出管22から排出される。   Steam (fluid) S is introduced from a main inlet 21 formed in the casing 10 via a steam supply pipe 20 connected to a steam supply source (not shown), and is connected to a downstream side of the steam turbine 1. 22 is discharged.

ケーシング10は、内部空間が気密に封止されていると共に、蒸気Sの流路とされている。このケーシング10の内壁面にはリング状の仕切板外輪11が強固に固定されている。
軸受部70は、ジャーナル軸受装置71及びスラスト軸受装置72を備えており、ロータ軸30を回転自在に支持している。
The casing 10 has an internal space hermetically sealed and a flow path for the steam S. A ring-shaped partition plate outer ring 11 is firmly fixed to the inner wall surface of the casing 10.
The bearing unit 70 includes a journal bearing device 71 and a thrust bearing device 72, and rotatably supports the rotor shaft 30.

静翼60は、ケーシング10から内周側に向かって伸び、ロータ軸30を囲繞するように放射状に多数配置される環状静翼群を構成しており、それぞれ上述した仕切板外輪11に保持されている。   The stationary blades 60 extend from the casing 10 toward the inner peripheral side, and constitute a group of annular stationary blades arranged radially so as to surround the rotor shaft 30, and are respectively held by the partition plate outer ring 11 described above. ing.

これら複数の静翼60からなる環状静翼群は、ロータ軸30の軸方向Aに間隔を空けて複数形成されており、蒸気Sの圧力エネルギーを速度エネルギーに変換して、下流側に隣接する動翼50に流入させる。   A plurality of annular stator blade groups composed of a plurality of stator blades 60 are formed at intervals in the axial direction A of the rotor shaft 30 and convert the pressure energy of the steam S into velocity energy and are adjacent to the downstream side. It flows into the moving blade 50.

動翼50は、ロータ軸30のロータ軸本体31の外周部に形成されたディスク32に強固に取り付けられ、各環状静翼群の下流側において、放射状に多数配置されて環状動翼群を構成している。
これら環状静翼群と環状動翼群とは、一組一段とされている。各動翼群を構成する複数の動翼50の先端部同士は、リング状のチップシュラウド(回転構造体)4により連結されている。
The rotor blades 50 are firmly attached to the disk 32 formed on the outer peripheral portion of the rotor shaft body 31 of the rotor shaft 30 and are arranged radially in the downstream side of each annular stator blade group to constitute the annular rotor blade group. doing.
These annular stator blade groups and annular rotor blade groups are grouped into one stage. The tip portions of the plurality of blades 50 constituting each blade group are connected by a ring-shaped tip shroud (rotary structure) 4.

[1−2.シール構造]
本実施形態のシール構造について、図2及び図3(a),(b)を参照して説明する。
複数の仕切板外輪11の各相互間には、図2に示すように、仕切板外輪11の内周面から窪んだキャビティ12が形成されている。キャビティ12は、軸心線CLを中心とする円環状の空間であり、ケーシング10の内周面(以下、「キャビティ底面13」とも表記する)13を底面とする。
キャビティ12には、チップシュラウド4が収容され、キャビティ底面13は、チップシュラウド4と隙間(以下、「空間」とも呼ぶ)Gdを介して径方向Rに対向している。
[1-2. Seal structure]
The seal structure of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3 (a) and 3 (b).
As shown in FIG. 2, a cavity 12 that is recessed from the inner peripheral surface of the partition plate outer ring 11 is formed between the plurality of partition plate outer rings 11. The cavity 12 is an annular space centered on the axial center line CL, and has an inner peripheral surface (hereinafter also referred to as “cavity bottom surface 13”) 13 of the casing 10 as a bottom surface.
The chip 12 is housed in the cavity 12, and the bottom surface 13 of the cavity faces the chip shroud 4 in the radial direction R via a gap (hereinafter also referred to as “space”) Gd.

蒸気Sのうち大部分の蒸気SMは、動翼50に流入し、そのエネルギーが回転エネルギーに変換され、この結果、ロータ軸30に回転が付与される。その一方、蒸気Sのうち一部(例えば、約数%)の蒸気の流れ(リーク流、以下「リーク蒸気」とも呼ぶ)SLは、動翼50に流入せずに隙間Gdにリークする。リーク蒸気SLのエネルギーは回転エネルギーに変換されないので、リーク蒸気SLは、蒸気タービン1の効率を低下させるリーク損失を招く。   Most of the steam SM out of the steam S flows into the rotor blade 50, and its energy is converted into rotational energy. As a result, rotation is imparted to the rotor shaft 30. On the other hand, a part of the steam S (for example, about several percent) steam flow (leak flow, hereinafter also referred to as “leak steam”) SL does not flow into the rotor blade 50 but leaks into the gap Gd. Since the energy of the leak steam SL is not converted into rotational energy, the leak steam SL causes a leak loss that reduces the efficiency of the steam turbine 1.

そこで、ケーシング10と各チップシュラウド4との間の各隙間Gdには、それぞれ、本発明の第1実施形態としてのシール構造2が設けられている。換言すれば、各チップシュラウド4に対して本発明の第1実施形態としてのシール構造2がそれぞれ設けられている。
以下、シール構造2について説明する。
チップシュラウド4は、上述したようにリング状のものであり、図2に示すように、軸方向Aの中央部分が突出したステップ状の横断面形状(周方向に垂直な断面の形状)を、全周に亘って一定に有している。つまり、シュラウド4の外周面は、ベース面41と、ベース面41よりも外周側に突出するステップ面42が形成されたステップ部3とを有している。以下、ベース面41においてステップ部3よりも上流側をベース面41A、ステップ部3よりも下流側をベース面41Bと呼ぶ。
Therefore, each gap Gd between the casing 10 and each chip shroud 4 is provided with a seal structure 2 as the first embodiment of the present invention. In other words, each chip shroud 4 is provided with the seal structure 2 as the first embodiment of the present invention.
Hereinafter, the seal structure 2 will be described.
The tip shroud 4 is ring-shaped as described above. As shown in FIG. 2, the step shroud 4 has a step-like cross-sectional shape (a cross-sectional shape perpendicular to the circumferential direction) protruding from the central portion in the axial direction A. It is constant over the entire circumference. That is, the outer peripheral surface of the shroud 4 has a base surface 41 and a step portion 3 in which a step surface 42 that protrudes more outward than the base surface 41 is formed. Hereinafter, in the base surface 41, the upstream side from the step part 3 is referred to as a base surface 41A, and the downstream side from the step part 3 is referred to as a base surface 41B.

キャビティ底面13には、チップシュラウド4に向かって内周側に延在するシールフィン6A,6B,6Cが設けられている(図1では省略)。以下、シールフィン6A,6B,6Cを区別しない場合には、シールフィン6と表記する。シールフィン6は、軸線CLを中心とした径方向Rに幅を有する環状をしており、図2に示す横断面形状を全周に亘って一定に有する。   The cavity bottom surface 13 is provided with seal fins 6A, 6B, 6C extending toward the inner periphery toward the chip shroud 4 (not shown in FIG. 1). Hereinafter, when the seal fins 6A, 6B, and 6C are not distinguished, they are referred to as seal fins 6. The seal fin 6 has an annular shape having a width in the radial direction R around the axis CL, and has the cross-sectional shape shown in FIG.

上流のシールフィン6Aは、ステップ部3よりも上流側のベース面41Aに向けて突出し、中間のシールフィン6Bは、ステップ部3のステップ面42に向けて突出し、下流側のシールフィン6Cは、ステップ部3よりも下流側のベース面41Bに向けて突出している。中間のシールフィン6Bは、上流側のシールフィン6A及び下流側のシールフィン6Cよりも幅(径方向Rの長さ)が短くなるように形成されている。
これらシールフィン6は、シュラウド4との間に微小間隙(以下、クリアランスともいう)mを径方向Rに形成している。これら微小間隙mの各寸法は、ケーシング10や動翼50の熱伸び量や動翼50の遠心伸び量等を考慮して、シールフィン6と動翼50とが接触することがない範囲で設定されている。
The upstream seal fin 6A protrudes toward the base surface 41A upstream of the step portion 3, the intermediate seal fin 6B protrudes toward the step surface 42 of the step portion 3, and the downstream seal fin 6C It protrudes toward the base surface 41B on the downstream side of the step part 3. The intermediate seal fin 6B is formed to have a shorter width (length in the radial direction R) than the upstream seal fin 6A and the downstream seal fin 6C.
These seal fins 6 form a minute gap (hereinafter also referred to as a clearance) m in the radial direction R with the shroud 4. Each dimension of these minute gaps m is set within a range in which the seal fin 6 and the moving blade 50 do not contact each other in consideration of the thermal elongation amount of the casing 10 and the moving blade 50, the centrifugal extension amount of the moving blade 50, and the like. Has been.

そして、本発明の大きな特徴であるが、各シールフィン6A,6B,6Cにはそれぞれ案内プレート7A,7B,7Cが設置されている。以下、案内プレート7A,7B,7Cを区別しない場合には、案内プレート7と表記する。
案内プレート7は、図2及び図3(a),(b)に示すように、シールフィン6の上流面6aの先端(軸心線CL側の端部)側に設けられている(異なる表現をすればフィン先端6bから所定の範囲Mに設けられている)。また、案内プレート7は、周方向に沿って所定の間隔をあけて複数設けられている。本実施形態では、案内プレート7を、その先端(以下、「プレート先端」とも呼ぶ)7aを、シールフィン6の先端(内周端、以下「フィン先端」とも呼ぶ)6bに一致させてシールフィン6に設置しているが、プレート先端7aとフィン先端6bとのは必ずしも一致させる必要はない。
各案内プレート7は、矩形のフラットな板状体であり、周方向に沿って延びるように配置されているが、ロータ軸の回転方向(以下、「ロータ回転方向」と呼ぶ)Cとは反対側に向く面7bを、外周側に向ける傾斜姿勢とされている。
As a major feature of the present invention, guide plates 7A, 7B, and 7C are installed on the seal fins 6A, 6B, and 6C, respectively. Hereinafter, when the guide plates 7A, 7B, and 7C are not distinguished, they are referred to as guide plates 7.
As shown in FIGS. 2, 3A, and 3B, the guide plate 7 is provided on the tip (end on the axis line CL side) side of the upstream surface 6a of the seal fin 6 (different representation). , It is provided within a predetermined range M from the fin tip 6b). A plurality of guide plates 7 are provided at predetermined intervals along the circumferential direction. In this embodiment, the guide plate 7 has its tip (hereinafter also referred to as “plate tip”) 7 a aligned with the tip (inner peripheral end, hereinafter also referred to as “fin tip”) 6 b of the seal fin 6. Although the plate tip 7a and the fin tip 6b do not necessarily coincide with each other.
Each guide plate 7 is a rectangular flat plate-like body and is disposed so as to extend along the circumferential direction, but is opposite to the rotation direction of the rotor shaft (hereinafter referred to as “rotor rotation direction”) C. The surface 7b facing the side is inclined to face the outer peripheral side.

ここで、案内プレート7A,7B,7Cの軸方向Aに関する寸法(以下、「幅寸法」とも呼ぶ)WA,WB,WCに関して図2を参照して説明する。
案内プレート7Aの幅寸法WAは、後述の距離LAの半分よりも小さく設定されている(WA<LA/2)。同様に、案内プレート7Bの幅寸法WBは、後述の距離LBの半分よりも小さく設定され(WB<LB/2)、案内プレート7Cの幅寸法WCは、後述の距離LCの半分よりも小さく設定されている(WC<LC/2)。
距離LAは、案内プレート7Aの直ぐ上流側のシュラウド上流面(軸方向Aに向く面)43Aと、案内プレート7Aが取り付けられるシールフィン6Aの上流面6aとの軸方向距離(軸方向Aに関する距離)である。同様に、距離LBは、案内プレート7Bの直ぐ上流側のシュラウド上流面(軸方向Aに向く面)43Bと、案内プレート7Bが取り付けられるシールフィン6Bの上流面6aとの軸方向距離であり、距離LCは、案内プレート7Cの直ぐ上流側のシュラウド下流面(軸方向Aに向く面)43Cと、案内プレート7Cが取り付けられるシールフィン6Bの上流面6aとの距離である。
Here, dimensions of the guide plates 7A, 7B, and 7C in the axial direction A (hereinafter also referred to as “width dimensions”) WA, WB, and WC will be described with reference to FIG.
The width dimension WA of the guide plate 7A is set to be smaller than half of the distance LA described later (WA <LA / 2). Similarly, the width dimension WB of the guide plate 7B is set smaller than a half of a distance LB described later (WB <LB / 2), and the width dimension WC of the guide plate 7C is set smaller than a half of a distance LC described later. (WC <LC / 2).
The distance LA is an axial distance between the upstream surface 6a of the shroud (the surface facing the axial direction A) 43A immediately upstream of the guide plate 7A and the upstream surface 6a of the seal fin 6A to which the guide plate 7A is attached (a distance related to the axial direction A). ). Similarly, the distance LB is the axial distance between the upstream surface of the shroud 43B (the surface facing the axial direction A) 43B immediately upstream of the guide plate 7B and the upstream surface 6a of the seal fin 6B to which the guide plate 7B is attached. The distance LC is a distance between the shroud downstream surface (surface facing the axial direction A) 43C immediately upstream of the guide plate 7C and the upstream surface 6a of the seal fin 6B to which the guide plate 7C is attached.

以下、各案内プレート7を設ける理由、各案内プレート7をフィン先端6bに設けている理由、及び、案内プレート7A,7B,7Cの幅寸法WA,WB,WCの上記の設定の理由を説明する。
図2に示すように、空間Gdは、シールフィン6A,BC,6Cによって3つの小空間121,122,123に区画されている。
静翼60を通過して軸方向Aに流れる蒸気Sは、上述したように、その一部がリーク蒸気SLとして、動翼50に衝突することなく最上流側の小空間121に流入する。小空間121に流入したリーク蒸気SLの一部は、チップシュラウド4の上流面43Aに衝突することにより、上流面43Aの上流側で、子午面内(ロータ軸心線CLを含む断面内)で一方向に旋回する(図2では反時計回りとなる)主渦SU1を形成する。そして、この主渦SU1の一部は、上流面43Aの角部44にて主渦SU1から剥離して、上流面43Aとシールフィン6Aの上流面6aとの間の空間(以下、「剥離渦形成空間」とも呼ぶ)121aで、主渦SU1と逆回り、すなわち子午面内で他方向に旋回する(図2では時計回りとなる)剥離渦HU1を形成する。
この剥離渦HU1を上流側(図2中左側)と下流側(図2中右側)とに二分して考えた場合、上流側では外周側(図2中上側)に流れ、下流側つまりシールフィン6A側では内周側(図2中下側)に流れる。したがって、剥離渦HU1は、シールフィン6A側において、クリアランスmに向かって流れるリーク蒸気SLをシュラウドベース面41Aに押さえつけてその流れを抑制する縮流効果を発揮する。
Hereinafter, the reason why each guide plate 7 is provided, the reason why each guide plate 7 is provided at the fin tip 6b, and the reason why the width dimensions WA, WB, WC of the guide plates 7A, 7B, 7C are set as described above will be described. .
As shown in FIG. 2, the space Gd is partitioned into three small spaces 121, 122, 123 by seal fins 6A, BC, 6C.
As described above, a part of the steam S flowing in the axial direction A through the stationary blade 60 flows into the uppermost stream-side small space 121 as the leaked steam SL without colliding with the moving blade 50. Part of the leaked steam SL that has flowed into the small space 121 collides with the upstream surface 43A of the tip shroud 4, and thus on the upstream side of the upstream surface 43A, in the meridian plane (in the cross section including the rotor axis CL). A main vortex SU1 that turns in one direction (counterclockwise in FIG. 2) is formed. A part of the main vortex SU1 is separated from the main vortex SU1 at the corner portion 44 of the upstream surface 43A, and a space between the upstream surface 43A and the upstream surface 6a of the seal fin 6A (hereinafter referred to as “exfoliation vortex”). 121a, which forms a separation vortex HU1 that rotates in the opposite direction to the main vortex SU1, that is, swirls in the other direction (clockwise in FIG. 2).
When the separation vortex HU1 is considered to be divided into an upstream side (left side in FIG. 2) and a downstream side (right side in FIG. 2), the upstream side flows to the outer peripheral side (upper side in FIG. 2). On the 6A side, it flows to the inner peripheral side (lower side in FIG. 2). Therefore, the separation vortex HU1 exerts a contraction effect on the seal fin 6A side that suppresses the flow of the leaked steam SL that flows toward the clearance m against the shroud base surface 41A.

リーク蒸気SLは、静翼60の作用によって、軸心線CLを中心とし且つチップシュラウド4と同方向(つまりロータ回転方向C)に旋回する流れ成分(図2において紙面に垂直となる成分、以下「スワール成分」とも呼ぶ)を有している。このため、リーク蒸気SLによって形成される主渦SU1及び剥離渦HU1も同様に周方向のスワール成分を有する。したがって、主渦SU1及び剥離渦HU1は図2に矢印で示すように渦を巻きつつ、さらに周方向にも旋回する旋回流となる。この周方向の旋回流が、「発明が解決しようとする課題」の欄にも記載したように、蒸気タービン1に不安定振動を引き起こす要因の一つとなっている。そこで案内プレート7Aを設けて、この案内プレート7Aにより、剥離渦HU1の周方向の旋回を抑制するようにリーク蒸気SLの流れを案内するようにしている。   The leak steam SL is a flow component (a component perpendicular to the paper surface in FIG. 2) that is swirled in the same direction as the tip shroud 4 (that is, the rotor rotation direction C) by the action of the stationary blade 60 and centered on the axis CL. Also called “swirl component”. For this reason, the main vortex SU1 and the separation vortex HU1 formed by the leak steam SL similarly have a swirl component in the circumferential direction. Therefore, the main vortex SU1 and the separation vortex HU1 become a swirl flow that swirls in the circumferential direction while being swirled as shown by an arrow in FIG. As described in the column “Problems to be Solved by the Invention”, this circumferential swirling flow is one of the factors that cause unstable vibration in the steam turbine 1. Therefore, a guide plate 7A is provided, and the flow of the leaked steam SL is guided by the guide plate 7A so as to suppress the circumferential rotation of the separation vortex HU1.

ここで、案内プレート7Aによって、剥離渦HU1を上流側(図2中左側)で止めてしまうと、剥離渦HU1を形成するリーク蒸気SLの周方向の旋回流を止めることができるが、同時に、縮流効果を有する剥離渦HU1の下流側の流れ(図2中右側の内周へ向かう流れ)も失われてしまう。
このため、剥離渦HU1の流れを上流側で抑制せず、確実に下流側で抑制できるように、案内プレート7Aの幅寸法WAを設定している。具体的には、案内プレート7Aの設置範囲が、剥離渦形成空間121aの下流側半分に収まるように、シールフィン6Aの上流面6aに設置される案内プレート7Aの幅寸法WAを、剥離渦形成空間121aの軸方向寸法である距離LAの半分よりも小さく設定している。
Here, if the separation vortex HU1 is stopped on the upstream side (left side in FIG. 2) by the guide plate 7A, the swirl flow in the circumferential direction of the leaked steam SL forming the separation vortex HU1 can be stopped, The flow on the downstream side of the separation vortex HU1 having the contraction effect (the flow toward the inner periphery on the right side in FIG. 2) is also lost.
For this reason, the width dimension WA of the guide plate 7A is set so that the flow of the separation vortex HU1 can be reliably suppressed on the downstream side without being suppressed on the upstream side. Specifically, the width dimension WA of the guide plate 7A installed on the upstream surface 6a of the seal fin 6A is set so that the installation range of the guide plate 7A is within the downstream half of the separation vortex formation space 121a. It is set to be smaller than half of the distance LA that is the axial dimension of the space 121a.

同様に、小空間122,123にも主渦SU2,SU3が発生すると共に、小空間122,123の下流側を構成する剥離渦形成空間122a,123aにも剥離渦HU2,HU3が発生するので、案内プレート7Aと同じ理由により、案内プレート7B,7Cを上記の設定としている。   Similarly, the main vortices SU2 and SU3 are generated in the small spaces 122 and 123, and the separation vortices HU2 and HU3 are also generated in the separation vortex forming spaces 122a and 123a constituting the downstream side of the small spaces 122 and 123. For the same reason as the guide plate 7A, the guide plates 7B and 7C are set as described above.

さらに、案内プレート7の径方向Rに対する傾斜角度θは、5°〜30°の範囲に設定されている。詳しくは、案内プレート7の基準線L0(図3(a),(b)参照)に対する傾斜角度θは5°〜30°の範囲に設定されている。基準線L0は、プレート先端7aから径方向R外周側に向かう直線である。傾斜角度θを5°〜30°の範囲に設定しているのは以下の理由による。
図2を参照して説明すると、蒸気タービン1では、静翼70により蒸気SMに旋回力を付与して、この蒸気SMによって動翼60ひいてはロータ軸30を回転させるようにしている。静翼70の傾斜角度は、動翼60やロータ軸30を効率よく回転駆動できるように設計されており、その範囲は蒸気タービンの種類や運用条件など種々の条件によって相違はあるものの一定の範囲に収束している。リーク蒸気SLの周方向の旋回流も静翼70によって付与されるものであるから、旋回流の流線や速度なども一定の範囲に収束し、リーク蒸気SLの旋回流を効果的に抑制するための好ましい傾斜角度θも一定の範囲に収束する。この傾斜角度θの一定の範囲(好ましい範囲)を、シミュレーションや実験により解析した結果、5°〜30°であることを発見した。
Further, the inclination angle θ of the guide plate 7 with respect to the radial direction R is set in a range of 5 ° to 30 °. Specifically, the inclination angle θ of the guide plate 7 with respect to the reference line L0 (see FIGS. 3A and 3B) is set in the range of 5 ° to 30 °. The reference line L0 is a straight line from the plate tip 7a toward the outer periphery side in the radial direction R. The reason why the inclination angle θ is set in the range of 5 ° to 30 ° is as follows.
Referring to FIG. 2, in the steam turbine 1, a rotating force is applied to the steam SM by the stationary blade 70, and the moving blade 60 and thus the rotor shaft 30 are rotated by the steam SM. The inclination angle of the stationary blade 70 is designed so that the rotor blade 60 and the rotor shaft 30 can be efficiently driven to rotate, and the range thereof is a certain range although it varies depending on various conditions such as the type of steam turbine and operating conditions. Has converged. Since the swirl flow in the circumferential direction of the leak steam SL is also provided by the stationary blade 70, the stream line and speed of the swirl flow converge to a certain range, and the swirl flow of the leak steam SL is effectively suppressed. Therefore, the preferable inclination angle θ is converged within a certain range. As a result of analyzing a certain range (preferable range) of the inclination angle θ by simulation and experiment, it was found to be 5 ° to 30 °.

[1−3.作用・効果]
本発明の第1実施形態としてのシール構造2の作用・効果を、図2及び図3(a),(b)を参照して説明する。
図3(b)に二点鎖線で示すように、リーク蒸気SLは、案内プレート7が無ければ矢印F4,F5のように渦を巻きつつロータ回転方向Cと同じ方向に旋回する。本実施形態のシール構造2では、案内プレート7が設けられているので、図3(a)に示すように、矢印F1,F2,F3のように流れるリーク蒸気SLは、案内プレート7に案内されて、矢印F1′,F2′,F3′のようにロータ回転方向Cと反対方向に流れるように案内される。なお、案内プレート7による案内は、リーク蒸気SLを相対的にロータ回転方向Cと反対方向に向かって案内(転向)するものであればよい(ロータ回転方向Cへのスワール成分が低減されればよい)。
[1-3. Action / Effect]
The operation and effect of the seal structure 2 as the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3A, 3B.
As indicated by a two-dot chain line in FIG. 3B, the leak steam SL turns in the same direction as the rotor rotation direction C while swirling as indicated by arrows F4 and F5 if the guide plate 7 is not provided. In the seal structure 2 of the present embodiment, since the guide plate 7 is provided, the leaked steam SL flowing as shown by arrows F1, F2, and F3 is guided to the guide plate 7 as shown in FIG. Thus, it is guided to flow in the direction opposite to the rotor rotation direction C as indicated by arrows F1 ′, F2 ′, and F3 ′. The guidance by the guide plate 7 only needs to guide (turn) the leaked steam SL in the direction opposite to the rotor rotational direction C (if the swirl component in the rotor rotational direction C is reduced). Good).

したがって、一部のリーク蒸気SLがロータ回転方向Cと反対方向に流れるように案内されるので、リーク蒸気SLの流れのロータ回転方向Cへのスワール成分がキャンセルされる〔スワール成分が完全にキャンセル(相殺される)だけでなく、部分的にキャンセルされてスワール成分が低減される場合も含む〕。これにより、リーク蒸気SLの旋回に起因した蒸気タービン1の不安定振動を抑制することができる。   Therefore, a part of the leak steam SL is guided so as to flow in the direction opposite to the rotor rotation direction C, so that the swirl component in the rotor rotation direction C of the flow of the leak steam SL is canceled [the swirl component is completely cancelled. (Including not only canceling) but also partially canceling to reduce the swirl component). Thereby, the unstable vibration of the steam turbine 1 resulting from the turning of the leak steam SL can be suppressed.

さらに、案内プレート7を、シールフィン6の先端側(フィン先端6bから所定の範囲M)に設け、加えて、案内プレート7A,7B,7Cの幅寸法WA,WB,WCを、剥離渦形成空間121a,122a,123aの軸方向寸法である距離LA,LB,LCの半分よりも小さく設定しているので、剥離流HU1,HU2,HU3(リーク蒸気SL)がクリアランスmに向かって流れている最中に、リーク蒸気SLを案内プレート7により案内することができる。
これにより、図3(a)に矢印F1′,F2′,F3′で示すように、リーク蒸気SLのクリアランスmに向かう流れ成分を残しつつリーク蒸気SLをロータ回転方向Cに転向させることができる。したがって、剥離流HU1,HU2,HU3(リーク蒸気SL)による縮流効果が得られる。
よって、縮流効果によってリーク蒸気SLの流量を抑制しつつ蒸気タービン1の不安定振動を抑制することができる。
Further, the guide plate 7 is provided on the front end side (predetermined range M from the fin front end 6b) of the seal fin 6, and in addition, the width dimensions WA, WB, WC of the guide plates 7A, 7B, 7C are separated from the separation vortex forming space. Since the distances LA, LB, and LC, which are axial dimensions of 121a, 122a, and 123a, are set to be smaller than half, the separation flows HU1, HU2, and HU3 (leakage steam SL) flow toward the clearance m. Inside, the leak steam SL can be guided by the guide plate 7.
Thereby, as indicated by arrows F1 ′, F2 ′, and F3 ′ in FIG. 3A, the leak steam SL can be turned in the rotor rotation direction C while leaving a flow component toward the clearance m of the leak steam SL. . Therefore, the contraction effect by the separated flows HU1, HU2, and HU3 (leak steam SL) is obtained.
Therefore, the unstable vibration of the steam turbine 1 can be suppressed while suppressing the flow rate of the leak steam SL due to the contraction effect.

さらに、案内プレート7は基準線L0に対する傾斜角度θを5°〜30°の範囲に設定することで、リーク蒸気SLの旋回流の抑制、ひいては、蒸気タービン1の不安定振動を効果的に抑制できる。   Furthermore, the guide plate 7 sets the inclination angle θ with respect to the reference line L0 in a range of 5 ° to 30 °, thereby effectively suppressing the swirling flow of the leak steam SL, and consequently the unstable vibration of the steam turbine 1. it can.

[2.第2実施形態]
以下、図4を参照して本発明の第2実施形態について説明する。なお、第1実施形態と同一要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
[2. Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same element as 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.

[2−1.シール構造]
本発明の第2実施形態のシール構造2Aは、図2及び図3(a),(b)に示す第1実施形態のシール構造2に対して、各案内プレート7に替えて、図4(a),(b)に示す案内プレート17を使用したものである。
案内プレート17は、シールフィン6の上流面6aに、周方向に沿って所定の間隔をあけて複数設けられている。本実施形態では、案内プレート17は、その先端(以下、「プレート先端」とも呼ぶ)17dを、フィン先端6bに一致させてシールフィン6に設置しているが、プレート先端17dとフィン先端6bとの間にスペースをあけてもよい。
各案内プレート17は、湾曲形状をしており、その湾曲内側面17cを、ロータ回転方向Cとは反対側に向けてシールフィン6の上流側面6aに取り付けられている。つまり、案内プレート17は、その外周部位[図4(a),(b)で上側の部位]17aが、内周側になるほどロータ回転方向C側となるように傾斜し、その内周部位[図4(a),(b)で下側の部位]17bが、内周側になるほどロータ回転方向Cとは反対側となるように傾斜している。換言すれば、湾曲内側面17c(つまりロータ回転方向Cとは反対側に向く面)の内周部位17bを、外周側に向ける傾斜姿勢とされている。
[2-1. Seal structure]
The seal structure 2A according to the second embodiment of the present invention is different from the seal structure 2 according to the first embodiment shown in FIG. 2 and FIGS. A guide plate 17 shown in a) and (b) is used.
A plurality of guide plates 17 are provided on the upstream surface 6a of the seal fin 6 at predetermined intervals along the circumferential direction. In the present embodiment, the guide plate 17 is installed on the seal fin 6 with its tip (hereinafter also referred to as “plate tip”) 17d aligned with the fin tip 6b, but the plate tip 17d and the fin tip 6b You may leave a space between them.
Each guide plate 17 has a curved shape, and is attached to the upstream side surface 6 a of the seal fin 6 with its curved inner side surface 17 c facing away from the rotor rotation direction C. That is, the guide plate 17 is inclined so that the outer peripheral portion [the upper portion in FIGS. 4A and 4B] 17a is closer to the rotor rotation direction C as the inner peripheral side is closer to the inner peripheral portion [ 4 (a) and 4 (b), the lower portion] 17b is inclined so as to be on the opposite side to the rotor rotation direction C as it becomes the inner peripheral side. In other words, the inner peripheral portion 17b of the curved inner surface 17c (that is, the surface facing the direction opposite to the rotor rotation direction C) is inclined to face the outer peripheral side.

案内プレート17の湾曲形状は、リーク流SLを、湾曲内側面17cに滑らかに案内入れるような形状とするのが好ましい。例えば、案内プレート17の外周端17eの傾斜角度θ′は5°〜30°の範囲が好ましい。この傾斜角度θ′は基準線L0′に対する角度であり、基準線L0′は、外周端17eを通る直線であって、軸心線CLを中心とした仮想的な円の接線である。傾斜角度θ′を5°〜30°の範囲に設定するのが好ましい理由は、第1実施形態における、案内プレート7の傾斜角度θを5°〜30°の範囲に設定するのが好ましい理由と同じである。
その他の点は第1実施形態のシール構造2と同様であるので説明を省略する。
The curved shape of the guide plate 17 is preferably a shape that smoothly guides the leak flow SL into the curved inner surface 17c. For example, the inclination angle θ ′ of the outer peripheral end 17e of the guide plate 17 is preferably in the range of 5 ° to 30 °. The inclination angle θ ′ is an angle with respect to the reference line L0 ′, and the reference line L0 ′ is a straight line passing through the outer peripheral end 17e, and is a tangent line of a virtual circle centering on the axial center line CL. The reason why the inclination angle θ ′ is preferably set in the range of 5 ° to 30 ° is that the inclination angle θ of the guide plate 7 in the first embodiment is preferably set in the range of 5 ° to 30 °. The same.
Since other points are the same as the seal structure 2 of the first embodiment, description thereof is omitted.

[2−2.作用・効果]
図4(a)に矢印F6で示すように、ロータ回転方向Cに向かいながら流れるリーク蒸気SLが、その流通方向と略同じ向きに傾斜した案内プレート17の外周部位17aによって案内される。そして、リーク蒸気SLは、案内プレート17に湾曲形状に滑らかに転向して、案内プレート17の内周部位17bの案内により、ロータ回転方向Cとは反対方向へと流れるようになる。
本発明の第2実施形態によれば、リーク蒸気SLのロータ回転方向Cとは反対方向への転向が滑らかに行われるようになる。したがって、転向する際にリーク蒸気SLの速さが低下してしまうことが抑制されるようになるので、リーク蒸気SLのロータ回転方向Cへのスワール成分を第1実施形態よりも効果的にキャンセルすることができ、ひいては不安定振動を第1実施形態よりも効果的に抑制することができる。
[2-2. Action / Effect]
As indicated by an arrow F6 in FIG. 4A, the leaked steam SL that flows while facing the rotor rotation direction C is guided by the outer peripheral portion 17a of the guide plate 17 that is inclined in substantially the same direction as the flow direction. The leak steam SL smoothly turns into a curved shape on the guide plate 17 and flows in a direction opposite to the rotor rotation direction C by the guide of the inner peripheral portion 17 b of the guide plate 17.
According to the second embodiment of the present invention, the diversion of the leak steam SL in the direction opposite to the rotor rotation direction C is smoothly performed. Therefore, since the speed of the leak steam SL is reduced when turning, the swirl component of the leak steam SL in the rotor rotation direction C is more effectively canceled than in the first embodiment. As a result, unstable vibration can be suppressed more effectively than in the first embodiment.

[3.第3実施形態]
以下、図5を参照して本発明の第3実施形態について説明する。なお、第1実施形態と同一要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
[3. Third Embodiment]
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same element as 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.

[3−1.シール構造]
本発明の第3実施形態のシール構造2Bは、図2及び図3(a),(b)に示す第1実施形態のシール構造2に対して、各案内プレート7に替えて、図5(a),(b)に示す案内プレート27をそれぞれ使用したものである。
案内プレート27は、シールフィン6の上流面6aに、周方向に沿って所定の間隔をあけて複数設けられている。本実施形態では、案内プレート27は、その先端(以下、「プレート先端」とも呼ぶ)27aを、フィン先端6bに一致させてシールフィン6に設置しているが、プレート先端27aとフィン先端6bとの間にスペースをあけてもよい。
各案内プレート27は、湾曲し且つ概ね内周側に向かって先細りとなる翼形状であり、湾曲内側面27bをロータ回転方向Cとは反対方向に向けた姿勢とされる。また、湾曲内側面27b(つまりロータ回転方向Cとは反対側に向く面)の内周部位27b′を、外周側に向ける傾斜姿勢とされている。
そして、隣接する案内プレート27の互いに対向する面(すなわち一方の案内プレート27の湾曲内側面27bと、他方の案内プレート27の湾曲外側面27cとの相互間距離Lnがプレート先端27aにおいて外周側よりも狭くなるように設定されている。換言すれば、案内プレート27の相互間として規定されるリーク蒸気の流路SLは、出口で絞られたノズル形状とされている。
[3-1. Seal structure]
The seal structure 2B according to the third embodiment of the present invention is different from the seal structure 2 according to the first embodiment shown in FIG. 2 and FIGS. The guide plates 27 shown in a) and (b) are respectively used.
A plurality of guide plates 27 are provided on the upstream surface 6a of the seal fin 6 at predetermined intervals along the circumferential direction. In the present embodiment, the guide plate 27 is installed on the seal fin 6 with its tip (hereinafter also referred to as “plate tip”) 27a aligned with the fin tip 6b, but the plate tip 27a and the fin tip 6b You may leave a space between them.
Each guide plate 27 has a blade shape that is curved and tapered toward the inner peripheral side, and has a posture in which the curved inner side surface 27b is directed in a direction opposite to the rotor rotation direction C. In addition, the inner peripheral portion 27b 'of the curved inner side surface 27b (that is, the surface facing away from the rotor rotation direction C) is inclined to face the outer peripheral side.
The distance Ln between the surfaces of adjacent guide plates 27 facing each other (that is, the curved inner side surface 27b of one guide plate 27 and the curved outer side surface 27c of the other guide plate 27 is larger than the outer peripheral side at the plate front end 27a. In other words, the leak steam flow path SL defined between the guide plates 27 has a nozzle shape narrowed at the outlet.

案内プレート27の湾曲形状は、リーク流SLを、湾曲内側面27bに滑らかに案内入れるような形状とするのが好ましく、第2実施形態の案内プレート17と同じく、外周端27eの傾斜角度θ′は5°〜30°の範囲が好ましい。ここで、外周端27eとは、湾曲内側面27bと湾曲外側面27cとの中心線L1上における案内プレート27の外周端であり、外周端27eの傾斜角度θ′とは、外周端27eにおける中心線L1の基準線L0′に対する傾斜角度θ′である。
その他の点は第1実施形態のシール構造2と同様であるので説明を省略する。
The curved shape of the guide plate 27 is preferably a shape that smoothly guides the leak flow SL into the curved inner side surface 27b. Like the guide plate 17 of the second embodiment, the inclination angle θ ′ of the outer peripheral end 27e. Is preferably in the range of 5 ° to 30 °. Here, the outer peripheral end 27e is the outer peripheral end of the guide plate 27 on the center line L1 between the curved inner side surface 27b and the curved outer side surface 27c, and the inclination angle θ ′ of the outer peripheral end 27e is the center at the outer peripheral end 27e. The inclination angle θ ′ of the line L1 with respect to the reference line L0 ′.
Since other points are the same as the seal structure 2 of the first embodiment, description thereof is omitted.

[3−2.作用・効果]
本発明の第3実施形態によれば、案内プレート27の相互間として規定されるリーク蒸気SLの流路は、出口で絞られたノズル形状とされているので、案内プレート27により回転方向Cとは反対方向に案内されたリーク蒸気の流れが速くなり、リーク蒸気SLのロータ回転方向Cへのスワール成分を第1実施形態よりも効果的にキャンセルすることができ、ひいては不安定振動を第1実施形態よりも効果的に抑制することができる。
[3-2. Action / Effect]
According to the third embodiment of the present invention, the flow path of the leak steam SL defined as between the guide plates 27 has a nozzle shape constricted at the outlet, so that the guide plate 27 and the rotation direction C The flow of leaked steam guided in the opposite direction becomes faster, and the swirl component of the leaked steam SL in the rotor rotation direction C can be canceled more effectively than in the first embodiment. It can suppress more effectively than embodiment.

[4.第4実施形態]
以下、図6を参照して本発明の第4実施形態について説明する。なお、第1実施形態及び第3実施形態と同一要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
[4. Fourth Embodiment]
The fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same element as 1st Embodiment and 3rd Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.

[4−1.シール構造]
本発明の第4実施形態のシール構造2Cは、図5(a),(b)に示す第3実施形態のシール構造2Bに対して、案内プレート27の上流側を塞ぐ閉塞プレート28を追加したものである。閉塞プレート28は、軸心線CL(図1参照)を中心として径方向Rに幅を有するリング形状のプレートであり、全ての案内プレート27の上流側を塞いでいる。また、各案内プレート27の上流側の端面(以下、「上流端」と呼ぶ)27dの全体を覆うようにその径方向Rの幅寸法が設定されている。
その他の点は第3実施形態のシール構造27と同様であるので説明を省略する。
[4−2.作用・効果]
閉塞プレート28を設けない場合には、案内プレート27により案内されるリーク蒸気SLの一部は、途中で、図6(a)に二点鎖線の矢印F7で示すように上流側(図6(a)における左側)に反れてしまう。この案内プレート27から反れたリーク蒸気SLは、ロータ回転方向Cの反対方向への転向が十分に行われないため、スワール成分をキャンセルする効果が低減してしまう。
本発明の第4実施形態によれば、閉塞プレート28により案内プレート27の上流側を塞いでいるので、リーク蒸気SLが案内プレート27から反れてしまうことを防止することができ、リーク蒸気SLのロータ回転方向Cへのスワール成分を第3実施形態よりも効果的にキャンセルすることができ、ひいては不安定振動を第3実施形態よりも効果的に抑制することができる。
[4-1. Seal structure]
In the seal structure 2C of the fourth embodiment of the present invention, a closing plate 28 for closing the upstream side of the guide plate 27 is added to the seal structure 2B of the third embodiment shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b). Is. The closing plate 28 is a ring-shaped plate having a width in the radial direction R around the axial center line CL (see FIG. 1), and closes the upstream side of all the guide plates 27. The width dimension in the radial direction R is set so as to cover the entire end face (hereinafter referred to as “upstream end”) 27d on the upstream side of each guide plate 27.
Since other points are the same as the seal structure 27 of the third embodiment, description thereof is omitted.
[4-2. Action / Effect]
In the case where the closing plate 28 is not provided, a part of the leaked steam SL guided by the guide plate 27 is partway along the upstream side as shown by a two-dot chain line arrow F7 in FIG. The left side in a) is warped. The leaked steam SL that has warped from the guide plate 27 is not sufficiently turned in the direction opposite to the rotor rotation direction C, so that the effect of canceling the swirl component is reduced.
According to the fourth embodiment of the present invention, since the upstream side of the guide plate 27 is blocked by the closing plate 28, the leakage steam SL can be prevented from being warped from the guide plate 27, and the leakage steam SL The swirl component in the rotor rotation direction C can be canceled more effectively than in the third embodiment, and thus unstable vibration can be suppressed more effectively than in the third embodiment.

[4−3.その他]
閉塞プレート28は、全ての案内プレート27の上流側を塞ぐようにするのが好ましいが、一部の案内プレート27の上流側を塞ぐようにしてもよい。また、閉塞プレート28は、各案内プレート27の上流端27dの全体を覆うのが好ましいが、図6(b)に二点鎖線で示すように、各案内プレート27の上流端27dを部分的に覆うようにしてもよい。
[4-3. Others]
The closing plate 28 preferably closes the upstream side of all the guide plates 27, but may close the upstream side of some of the guide plates 27. Further, the closing plate 28 preferably covers the entire upstream end 27d of each guide plate 27. However, as shown by a two-dot chain line in FIG. 6B, the upstream end 27d of each guide plate 27 is partially covered. You may make it cover.

[5.その他] [5. Others]

(1)上記各実施形態の蒸気タービンでは、各チップシュラウド4に対し本発明のシール構造を適用したが、一部の(少なくとも一つの)チップシュラウド4に対し本発明のシール構造を適用するだけでもよい。
一部のチップシュラウド4に本発明のシール構造を適用する場合には、静圧の不均一性が最大となることから、蒸気Sの入口である主流入口21に最も近い(換言すれば最も高圧側)のチップシュラウド4A(図1参照)に本発明のシール構造を適用するのが好ましい。
または、ロータ軸30の一次モードでの不安定振動が発生した場合、振幅は、軸方向Aで中央において最大になるので、軸方向Aで中央のチップシュラウド4B(図1参照)に本発明のシール構造を適用するのが好ましい。
蒸気タービンが、軸方向Aで中央から蒸気が供給される場合には、軸方向Aで中央のチップシュラウドが主流入口21に最も近いチップシュラウドになるので、この軸方向Aで中央且つ主流入口21に最も近いチップシュラウドに本発明のシール構造を適用すると相乗的な効果が得られる。
(1) In the steam turbine of each of the above embodiments, the seal structure of the present invention is applied to each chip shroud 4, but only the seal structure of the present invention is applied to some (at least one) chip shrouds 4. But you can.
When the seal structure of the present invention is applied to some chip shrouds 4, the non-uniformity of static pressure is maximized, so that it is closest to the main flow inlet 21 that is the inlet of the steam S (in other words, the highest pressure) It is preferable to apply the seal structure of the present invention to the tip shroud 4A (see FIG. 1).
Alternatively, when unstable vibration in the primary mode of the rotor shaft 30 occurs, the amplitude is maximized in the center in the axial direction A, so that the tip shroud 4B (see FIG. 1) in the center in the axial direction A It is preferable to apply a seal structure.
When the steam turbine is supplied with steam from the center in the axial direction A, the tip shroud at the center in the axial direction A becomes the tip shroud closest to the main inlet 21. When the seal structure of the present invention is applied to the tip shroud closest to, a synergistic effect is obtained.

(2)上記各実施形態の蒸気タービンでは、単一のチップシュラウド4に設けられた複数のシールフィン6の各々に対し案内プレート7,17,27を設置した例を説明したが、一部の(少なくとも一つの)シールフィン6に対し案内プレート7,17,27を設けるようにしてもよい。
一部のシールフィン6に案内プレート7,17,27を設置する場合には、静圧の不均一性が最大となることから、最上流側(最も換言すれば高圧側)のシールフィン6に案内プレート7,17,27を設置するのが好ましい。
(2) In the steam turbine according to each of the above embodiments, the example in which the guide plates 7, 17, and 27 are installed on each of the plurality of seal fins 6 provided on the single chip shroud 4 has been described. Guide plates 7, 17, 27 may be provided for (at least one) seal fin 6.
When the guide plates 7, 17, 27 are installed on some of the seal fins 6, the non-uniformity of the static pressure is maximized. Therefore, the seal fins 6 on the most upstream side (in other words, the high pressure side) It is preferable to install the guide plates 7, 17, 27.

(3)案内プレートの形状は、ロータ回転方向Cとは反対側に向く面の少なくとも内周部位を、外周側に向ける傾斜姿勢とされているものであれば、リーク蒸気SLをロータ回転方向Cと反対方向に向かって案内することができるので、その形状は何ら限定されない。   (3) If the guide plate has an inclined posture in which at least the inner peripheral portion of the surface facing away from the rotor rotation direction C is directed to the outer peripheral side, the leak steam SL is transferred to the rotor rotation direction C. Therefore, the shape is not limited at all.

(4)上記実施形態では、蒸気タービンに本発明を適用した例を説明したが、本発明は、ガスタービンやターボ圧縮機など、蒸気タービン以外のターボ機械のシールにも適用することができる。   (4) Although the example which applied this invention to the steam turbine was demonstrated in the said embodiment, this invention is applicable also to seals of turbo machines other than steam turbines, such as a gas turbine and a turbo compressor.

1 蒸気タービン(ターボ機械)
2,2A,2B シール構造
4 チップシュラウド(回転構造体)
4A 最も上流側に配置されたチップシュラウド
4B リーク蒸気SLの流れ方向で中央に配置されたチップシュラウド
6,6A,6B,6C シールフィン
6a シールフィンの上流側の面
6b シールフィンの先端
7,7A,7B,7C 案内プレート
7a 案内プレート7,7A,7B,7Cの先端
10 タービンケーシング(静止構造体)
12 キャビティ
13 キャビティ底面(内周面)
17 案内プレート
17a 案内プレート17の外周部位
17b 案内プレート17の内周部位
17c 案内プレート17の湾曲内側面
17d 案内プレート17の先端
17e 案内プレート17の外周端
20 蒸気供給管
21 主流入口
27 案内プレート
27a 案内プレート27のプレート先端
27b 案内プレート27の湾曲内側面
27b′ 案内プレート27の内周部位
27c 案内プレート27の湾曲外側面
27d 案内プレート27の上流端
27e 案内プレート27の外周端
28 閉塞プレート
41,41A,41B シュラウド4のベース面
42 シュラウド4のステップ面
43A,43B,43C 案内プレートの直ぐ上流側に位置するシュラウド4の軸方向Aに向く面
44 シュラウド4の角部44
50 動翼
60 静翼
121,122,123 小空間
121a,122a,123a 剥離渦形成空間
A 軸方向
C ロータ回転方向
CL ロータ軸心線(軸心線)
Gd 隙間
F1〜F7,F1′〜F3′ リーク蒸気SLの流れ
SU1,SU2,SU3 主渦
HU1,HU2,HU3 剥離渦
L0,L0′ 基準線
L1 案内プレート27の中心線
LA,LB,LC 案内プレートと、その直ぐ上流側のシュラウド4の軸方向Aに向く面との距離
Ln 隣接する案内プレート27の相互間距離
R 径方向
M 案内プレートを設置する所定の範囲
m 微小隙間
S 蒸気(作動流体)
SL リーク蒸気(リーク流)
WA,WB,WC 案内プレートの幅寸法
傾斜角度 θ,θ′
1 Steam turbine (turbo machine)
2,2A, 2B Seal structure 4 Tip shroud (rotary structure)
4A Tip shroud arranged at the most upstream side 4B Tip shroud arranged at the center in the flow direction of the leak steam SL 6, 6A, 6B, 6C Seal fin 6a Surface on the upstream side of the seal fin 6b Tip of the seal fin 7, 7A , 7B, 7C Guide plate 7a Tip of guide plate 7, 7A, 7B, 7C 10 Turbine casing (stationary structure)
12 Cavity 13 Cavity bottom (inner circumferential surface)
17 Guide plate 17a Outer peripheral part of guide plate 17 17b Inner peripheral part of guide plate 17c Curved inner surface 17d of guide plate 17 End of guide plate 17 17e Outer end of guide plate 17 20 Steam supply pipe 21 Main inlet 27 Guide plate 27a The front end 27b of the guide plate 27b The curved inner surface 27b 'of the guide plate 27 The inner peripheral portion 27c of the guide plate 27 The curved outer surface 27d of the guide plate 27 The upstream end 27e of the guide plate 27 The outer peripheral end 28 of the guide plate 27 The closing plate 41, 41A, 41B Base surface of the shroud 4 42 Step surface of the shroud 4 43A, 43B, 43C A surface of the shroud 4 facing the axial direction A located immediately upstream of the guide plate 44 A corner 44 of the shroud 4
50 Rotor 60 Stator vane 121, 122, 123 Small space 121a, 122a, 123a Separation vortex formation space A Axial direction C Rotor rotation direction CL Rotor axis (axial axis)
Gd Gap F1-F7, F1'-F3 'Flow of leaked steam SL SU1, SU2, SU3 Main vortex HU1, HU2, HU3 Separation vortex L0, L0' Reference line L1 Center line LA, LB, LC Guide plate 27 And the distance from the surface facing the axial direction A of the shroud 4 immediately upstream thereof Ln Distance between the adjacent guide plates 27 R Radial direction M Predetermined range for installing the guide plate m Minute gap S Steam (working fluid)
SL leak steam (leak flow)
WA, WB, WC Guide plate width dimension Inclination angle θ, θ '

Claims (13)

軸心線周りに所定方向に回転する回転構造体と、前記回転構造体の外周側に隙間を空けて径方向に対向する静止構造体との間の前記隙間から、作動流体のリーク流の流れを抑制する、シール構造であって、
前記静止構造体から前記軸心線側に延在するシールフィンと、
前記リーク流の軸線方向に関する流れ成分で前記シールフィンの上流側の面における前記軸心線寄りの先端側に取り付けられ、前記所定方向とは反対側に向く面の少なくとも内周部位を前記外周側に向ける傾斜姿勢として、前記リーク流を案内する案内プレートとを備えた
ことを特徴とするシール構造。
Leakage flow of the working fluid from the gap between the rotating structure rotating in the predetermined direction around the axis and the stationary structure facing the radial direction with a gap on the outer peripheral side of the rotating structure A seal structure,
Seal fins extending from the stationary structure to the axial center side;
The flow component in the axial direction of the leak flow is attached to the tip side near the axial center line on the upstream surface of the seal fin, and at least the inner peripheral portion of the surface facing the predetermined direction is the outer peripheral side. A seal structure comprising a guide plate for guiding the leak flow as an inclined posture directed toward the head.
前記静止構造体はタービンケーシングであり、
前記回転構造体は、軸方向に沿って複数設置され、動翼の先端に取り付けられたチップシュラウドであって、
前記シールフィン及び前記案内プレートは、前記チップシュラウドに対して前記径方向に対向して配置された
ことを特徴とする、請求項1に記載のシール構造。
The stationary structure is a turbine casing;
The rotating structure is a tip shroud that is installed in a plurality along the axial direction and attached to the tip of a moving blade,
The seal structure according to claim 1, wherein the seal fin and the guide plate are disposed to face the tip shroud in the radial direction.
前記案内プレートの前記軸方向の寸法が、前記シールフィンの前記上流側の面と、前記チップシュラウドの前記軸方向を向く面であって前記シールフィンよりも前記上流側に位置する面との距離の半分よりも小さく設定された
ことを特徴とする、請求項2に記載のシール構造。
The axial dimension of the guide plate is a distance between the upstream surface of the seal fin and the surface of the tip shroud facing the axial direction and located on the upstream side of the seal fin. The seal structure according to claim 2, wherein the seal structure is set to be smaller than a half of the seal structure.
前記案内プレートは、フラットなプレートであって、前記所定方向とは反対側に向く面を前記外周側に向ける傾斜姿勢とされた
ことを特徴とする、請求項1〜3の何れか一項に記載のシール構造。
The said guide plate is a flat plate, Comprising: It was made into the inclination attitude | position which orient | assigns the surface which turns to the opposite side to the said predetermined direction to the said outer peripheral side, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. The seal structure described.
前記案内プレートは、前記径方向に対して所定の角度だけ傾斜し、前記所定の角度が5°〜30°の範囲に設定された
ことを特徴とする、請求項4に記載のシール構造。
The seal structure according to claim 4, wherein the guide plate is inclined by a predetermined angle with respect to the radial direction, and the predetermined angle is set in a range of 5 ° to 30 °.
前記案内プレートは、湾曲形状のプレートであり、前記湾曲形状の内側面を、前記回転構造体の回転方向である前記所定方向とは反対側に向けて前記シールフィンに取り付けられた
ことを特徴とする、請求項1〜3の何れか一項に記載のシール構造。
The guide plate is a plate having a curved shape, and is attached to the seal fin with an inner surface of the curved shape facing toward a side opposite to the predetermined direction which is a rotation direction of the rotating structure. The seal structure according to any one of claims 1 to 3.
前記シールフィンは前記軸心線を中心としたリング形状であり、前記案内プレートは、前記シールフィンに周方向に沿って複数設けられ、前記案内プレートの相互間の距離が、内周側の端部において前記外周側よりも狭くなるように設定された
ことを特徴とする、請求項6に記載のシール構造。
The seal fin has a ring shape centered on the axial center line, and a plurality of the guide plates are provided along the circumferential direction on the seal fin, and the distance between the guide plates is an inner peripheral end. The seal structure according to claim 6, wherein the seal structure is set so as to be narrower than the outer peripheral side.
前記案内プレートは、少なくとも、前記外周側の端部が、前記軸心線を中心とした円の接線に対して所定の角度だけ傾斜し、前記所定の角度が5°〜30°の範囲に設定された
ことを特徴とする、請求項6又は7に記載のシール構造。
In the guide plate, at least an end portion on the outer peripheral side is inclined by a predetermined angle with respect to a tangent of a circle centering on the axial center line, and the predetermined angle is set in a range of 5 ° to 30 °. The seal structure according to claim 6 or 7, wherein the seal structure is formed.
前記案内プレートの前記上流側を塞ぐ閉塞プレートを備えた
ことを特徴とする、請求項7、又は、請求項7を引用する場合の請求項8に記載のシール構造。
The sealing structure according to claim 7 or claim 8 when quoting claim 7, further comprising a closing plate for closing the upstream side of the guide plate.
軸心線周りに所定方向に回転する回転構造体と、前記回転構造体の外周側に隙間を空けて径方向に対向する静止構造体と、請求項1〜9の何れか一項に記載のシール構造とを備えた
ことを特徴とする、ターボ機械。
The rotating structure that rotates in a predetermined direction around an axis line, the stationary structure that faces the radial direction with a gap on the outer peripheral side of the rotating structure, and any one of claims 1 to 9 A turbomachine comprising a seal structure.
前記回転構造体として、前記軸心線に沿って複数設けられたチップシュラウドを備えると共に、前記静止構造体として、前記複数のチップシュラウドを囲うタービンケーシングを備え、
前記複数のチップシュラウドの内の、少なくとも一つのチップシュラウドに対し、前記シール構造を備えたタービンであることを特徴とする、請求項10に記載のターボ機械。
The rotating structure includes a plurality of chip shrouds provided along the axis, and the stationary structure includes a turbine casing that surrounds the plurality of chip shrouds,
The turbo machine according to claim 10, wherein the turbomachine is provided with the seal structure for at least one tip shroud of the plurality of tip shrouds.
前記少なくとも一つのチップシュラウドが、前記作動流体の入口の最も近くに配置されたチップシュラウドである
ことを特徴とする、請求項11に記載のターボ機械。
The turbomachine according to claim 11, wherein the at least one tip shroud is a tip shroud disposed closest to the inlet of the working fluid.
前記少なくとも一つのチップシュラウドが、軸方向中央に配置されたチップシュラウドである
ことを特徴とする、請求項11又は請求項12に記載のターボ機械。
The turbo machine according to claim 11 or 12, wherein the at least one tip shroud is a tip shroud disposed in the center in the axial direction.
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