JP2020176680A - シール装置、タービン - Google Patents

Abstract

【課題】漏洩量の抑制と破損防止とを容易に実現可能なシール装置等を提供する。【解決手段】実施形態のシール装置５では、回転体３２の外周面と静止体５０Ｂの内周面とのうち一方の面においてフィン６０が突出し、他方の面において凸部７０が突出している。凸部は、他方の面から突き出た高さＨ７０が、径方向における他方の面とフィンの先端との間の距離Ｈ７１よりも低い。フィンは、第１のフィン６０ｄと第２のフィン６０ｃとが軸方向においてフィン間空間Ｓ６０ｃを介して並んでいる。凸部は、第１の凸部７０ｃと第２の凸部７０ｂとが軸方向において凸部間空間Ｓ７０ｂを介して並んでいる。ここでは、第１のフィンと第１の凸部とが径方向において対面している。そして、第２のフィンと第２の凸部とが径方向において対面せずに第２のフィンと凸部間空間とが径方向において対面している。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、シール装置、および、タービンに関する。

タービンは、高効率化が求められている。高効率化のために、タービンには、たとえば、シール装置が設置されている。シール装置は、回転体と静止体との間を密封することによって、回転体と静止体との間から蒸気などの作動流体が漏洩することを抑制するために設置されている。

特許５５１８０２２号

関連技術に係るタービンに関して、図３および図４を用いて例示する。ここで、図３は、タービンの断面図であり、図４は、タービンにおいて、タービン段落を拡大して示す断面図である。図３，図４では、回転軸ＡＸに沿った鉛直面に関して、各部を模式的に示している。

図３および図４において、横方向は、タービンロータ３の回転軸ＡＸに沿った軸方向であって、左側が作動流体の上流側Ｕｓであり、右側が作動流体の下流側Ｄｓである。また、図３および図４において、縦方向は、タービンロータ３の径方向であって、図４では、上側が外側ＯＴであり、下側が内側ＩＮである。なお、各図においては、図示の都合等によって各部の寸法比を適宜変更している。

図３に示すように、タービン１は、ケーシング２とタービンロータ３とを有する。タービン１は、多段式の軸流タービンであって、複数のタービン段落が、ケーシング２の内部において、回転軸ＡＸに沿った軸方向に複数設けられている。

タービン１は、たとえば、蒸気タービンであって、蒸気が作動流体としてケーシング２の入口２ａから内部に流入する。そして、作動流体は、ケーシング２の内部において、複数のタービン段落を順次流れる。つまり、作動流体は、初段のタービン段落から最終段のタービン段落を順次流れ、それぞれのタービン段落において膨張して仕事を行う。これにより、ケーシング２の内部において、タービンロータ３が回転軸ＡＸを中心にして回転する。そして、作動流体は、最終段のタービン段落を流出した後に、ケーシング２の出口２ｂから排出される。

以下より、タービン１を構成する各部の詳細について、順次説明する。

タービン１のうち、ケーシング２は、図３に示すように、たとえば、二重構造であって、内部ケーシング２１と外部ケーシング２２とを有する。ケーシング２のうち、内部ケーシング２１は、外部ケーシング２２の内部空間に収容されている。そして、内部ケーシング２１がタービンロータ３を内部に収容している。

ケーシング２においては、図３に示すように、入口２ａにスリーブ管２３が設置されている。スリーブ管２３は、外部ケーシング２２と内部ケーシング２１とを貫通するように設置されている。また、ケーシング２は、内部ケーシング２１の内部にノズルボックス２４を収容している。ノズルボックス２４は、環状体であって、タービンロータ３の外周面を囲うように内部ケーシング２１に固定されている。更に、ケーシング２は、ノズルダイアフラム４が内部ケーシング２１の内部に収容されている。

ノズルダイアフラム４は、図３および図４に示すように、ダイアフラム内輪４１と静翼４２とダイアフラム外輪４３とを有し、内部ケーシング２１の内部空間に固定されている。ノズルダイアフラム４は、回転軸ＡＸの径方向（ラジアル方向）においてタービンロータ３の周囲に配置されている。ノズルダイアフラム４は、ダイアフラム内輪４１とダイアフラム外輪４３との間に、複数の静翼４２が設置されている。複数の静翼４２は、ダイアフラム内輪４１とダイアフラム外輪４３との間に形成される環状の流路において、回転方向Ｒｔに沿って配列されている。ノズルダイアフラム４は、複数のタービン段落に対応して、複数段がケーシング２に設置されている。複数段のノズルダイアフラム４は、回転軸ＡＸに沿った軸方向において間を隔てて並ぶように配置されている。複数段のノズルダイアフラム４の間においては、回転軸ＡＸの径方向に延びる静翼４２の長さ（翼長）が、作動流体が流れる方向に沿って順次長くなっている。

タービン１のうち、タービンロータ３は、円柱形状の棒状体（シャフト）であって、回転軸ＡＸに沿った軸方向に流れる作動流体によって回転するように構成されている。タービンロータ３は、回転軸ＡＸが水平方向に延在しており、ケーシング２を貫通している。タービンロータ３は、ケーシング２の外部において、一端部と他端部とのそれぞれが軸受６に回転可能に支持されている。図示を省略しているが、タービンロータ３は、一端部に発電機（図示省略）が連結されており、タービンロータ３の回転により発電機が駆動して、発電が行われる。

タービンロータ３において、ケーシング２の内部に収容される部分の外周面には、ロータディスク３０が形成されている。ロータディスク３０は、リング形状であって、回転軸ＡＸの径方向において外方に突き出ており、複数が回転軸ＡＸに沿った軸方向において間を隔てて設けられている。そして、ロータディスク３０の外周面には、動翼３１が固定されている。図示を省略しているが、動翼３１は、タービンロータ３の回転方向Ｒｔに沿って、複数が配列されている。そして、回転方向Ｒｔに配列された複数の動翼３１の先端には、カバー部３２（シュラウドリング）が設置されており、その複数の動翼３１の間をカバー部３２が連結している。

また、回転方向Ｒｔに配列された複数の動翼３１の列は、複数のタービン段落に対応して、複数の段落（列）が設置されており、その複数の段落が、回転軸ＡＸに沿った軸方向において間を隔てて並ぶように配置されている。動翼３１は、回転軸ＡＸの径方向に延びる動翼３１の高さ（翼長）が、作動流体の流れ方向に沿って、順次、大きくなるように配置されている。

図４に示すように、タービン段落においては、タービンロータ３などの回転体と、ケーシング２に固定されたノズルダイアフラム４などの静止体との間を密封するために、シール装置５が設置されている。

図４に示すように、ノズルダイアフラム４においてダイアフラム内輪４１の内周面には、ホルダ４４が設置されている。ホルダ４４は、ダイアフラム内輪４１およびダイアフラム外輪４３と同様に、リング形状である。

シール装置５は、図４に示すように、パッキンリング５０Ａ，５０Ｂ（ラビリンスパッキン）を含む。タービン段落においては、２種類のパッキンリング５０Ａ，５０Ｂが設置されている。

２種類のパッキンリング５０Ａ，５０Ｂのうち、一方のパッキンリング５０Ａは、ダイアフラム内輪４１に設置されたホルダ４４の内周面に嵌合され、タービンロータ３の外周面にパッキンリング５０Ａの内周面が対面している。そして、他方のパッキンリング５０Ｂは、ダイアフラム外輪４３の内周面に嵌合され、カバー部３２の外周面にパッキンリング５０Ｂの内周面が対面している。

図示を省略しているが、２種類のパッキンリング５０Ａ，５０Ｂのそれぞれは、円弧状のセグメント（図示なし）に分割されており、各セグメント（図示なし）がタービンロータ３の外周面を囲うように配置されている。

関連技術に係るシール装置５の詳細に関して、図５を用いて説明する。図５では、ダイアフラム外輪４３（静止体）の内周面に嵌合されたパッキンリング５０Ｂとカバー部３２（回転体）とが設けられた部分を模式的に拡大して示している（図４参照）。

図５に示すように、パッキンリング５０Ｂの内周面には、フィン６０が径方向において外側ＯＴから内側ＩＮへ向けて突出するように設けられている。フィン６０の先端部は、外側ＯＴから内側ＩＮへ向かうに伴って、軸方向の幅が狭くなっている。図示を省略しているが、フィン６０は、回転方向Ｒｔに沿って延在するように構成されている。

フィン６０は、複数であって、複数のフィン６０が軸方向に配置されている。複数のフィン６０の間には、フィン間空間Ｓ６０が介在している。

ここでは、フィン６０は、ローフィン６０１と、ローフィン６０１よりも高いハイフィン６０２とを含み、ローフィン６０１とハイフィン６０２とが軸方向においてフィン間空間Ｓ６０を介して交互に並ぶように配置されている。

そして、カバー部３２の外周面には、凸部７０が径方向において内側ＩＮから外側ＯＴへ向けて突出するように設けられている。凸部７０の先端部は、軸方向の幅が一定であって、軸方向に沿った面を含む。図示を省略しているが、凸部７０がフィン６０と同様に、回転方向Ｒｔに沿って延在するように構成されている。

凸部７０は、複数であって、複数の凸部７０が軸方向に並ぶように配置されている。複数の凸部７０の間には、凸部間空間Ｓ７０（凹部）が介在している。

ローフィン６０１は、径方向において凸部７０に対面している。これに対して、ハイフィン６０２は、径方向において凸部７０に対面していない。ハイフィン６０２は、カバー部３２の外周面のうち凸部７０が設けられていない部分に径方向において対面している。

上記のような構成によって、シール装置５は、回転軸ＡＸに沿った軸方向に流れる作動流体が、回転体であるカバー部３２と、静止体であるダイアフラム外輪４３に設けられたパッキンリング５０Ｂとの間から漏洩することを抑制している。

しかし、上記のような構成の場合、軸方向における熱伸び差に起因して、ハイフィン６０２が凸部７０に接触する可能性がある。特に、タービンロータ３が長い低圧タービンにおいてタービンロータ３を回転自在に支持する軸受（スラスト軸受）から大きく離れた部分では、タービンが過渡的な状態（起動時など）であるときに、軸方向における熱伸び差が大きいので、上記の不具合が発生しやすい。

上記した不具合の発生を防止するために、図６に示すように、ハイフィン６０２と凸部７０との間の距離Ｌを長くすることが考えられる。

この場合においても、ハイフィン６０２とカバー部３２との間を漏洩した作動流体の漏洩流体ＬＦ１は、軸方向に沿って流れた後に、凸部７０に衝突する。そして、漏洩流体ＬＦ１は、径方向において内側ＩＮから外側ＯＴへ向かう。

これにより、径方向において凸部７０よりも外側ＯＴに位置する部分にカウンター渦ＬＦ２が発生する。カウンター渦ＬＦ２は、ローフィン６０１の近傍では、径方向において外側ＯＴから内側ＩＮへ向かう。このため、ローフィン６０１と凸部７０との間から漏れる漏洩流体ＬＦ３の量を減少させることができる。

しかしながら、図６に示すように、ハイフィン６０２と凸部７０との間の距離Ｌを長くした場合には、軸方向における単位長さ当たりでフィン６０および凸部７０を設置することが可能な数が少なくなる。その結果、漏洩量を十分に減少させることが困難になる場合がある。

上記のような事情により、従来のシール装置においては、漏洩量の抑制と破損防止とを両立させることが困難な場合がある。

したがって、本発明が解決しようとする課題は、漏洩量の抑制と破損防止とを容易に実現可能な、シール装置、および、タービンを提供することである。

実施形態のシール装置は、フィンと凸部とを備えており、回転軸に沿った軸方向に流れる作動流体によって回転する回転体と、前記回転軸の径方向において前記回転体の周囲に配置されている静止体との間を密封するように構成されている。フィンは、回転体の外周面と静止体の内周面とのうち一方の面において径方向に突出するように設けられている。凸部は、回転体の外周面と静止体の内周面とのうち他方の面において径方向に突出するように設けられている。凸部は、軸方向における幅がフィンよりも広く、かつ、他方の面から突き出た高さが、径方向における他方の面とフィンの先端との間の距離よりも低い。フィンは、第１のフィンと、軸方向において第１のフィンよりも上流側に位置する第２のフィンとを含み、第１のフィンと第２のフィンとが軸方向においてフィン間空間を介して並んでいる。凸部は、第１の凸部と、軸方向において第１の凸部よりも上流側に位置する第２の凸部とを含み、第１の凸部と第２の凸部とが軸方向において凸部間空間を介して並んでいる。ここでは、第１のフィンと第１の凸部とが径方向において対面している。そして、第２のフィンと第２の凸部とが径方向において対面せずに第２のフィンと凸部間空間とが径方向において対面している。

図１は、実施形態に係るタービンにおいて、シール装置５を拡大して示す図である。 図２は、実施形態の変形例に係るタービンにおいて、シール装置５を拡大して示す図である。 図３は、関連技術に係るタービンの断面図である。 図４は、関連技術に係るタービンにおいて、タービン段落を拡大して示す断面図である。 図５は、関連技術に係るタービンにおいて、シール装置５を拡大して示す断面図である。 図６は、他の関連技術に係るタービンにおいて、シール装置５を拡大して示す図である。

実施形態について、図面を参照して説明する。

［構成］
実施形態に係るシール装置５の詳細に関して、図１を用いて説明する。図１では、図５の場合と同様に、ダイアフラム外輪４３の内周面に嵌合されたパッキンリング５０Ｂとカバー部３２とが設けられた部分を模式的に拡大して示している（図４参照）。

本実施形態のシール装置５では、図１に示すように、フィン６０の形態、および、フィン６０と凸部７０との間の配置関係などが、上述した関連技術の場合（図５参照）と異なっている。これらの点および関連する点を除き、本実施形態は、上記の関連技術の場合と同様である。このため、重複する事項については、適宜、説明を省略する。

本実施形態のシール装置５において、フィン６０は、径方向において外側ＯＴから内側ＩＮへ向けて突出するようにパッキンリング５０Ｂの内周面に設けられている。ここでは、複数のフィン６０が軸方向においてフィン間空間Ｓ６０を介して並んでいる。つまり、上流側Ｕｓから下流側Ｄｓへ向かって、フィン６０ａとフィン６０ｂとフィン６０ｃとフィン６０ｄとが等間隔に順次配置されている。フィン６０ａとフィン６０ｂとの間にはフィン間空間Ｓ６０ａが介在し、フィン６０ｂとフィン６０ｃとの間にはフィン間空間Ｓ６０ｂが介在し、フィン６０ｃとフィン６０ｄとの間にはフィン間空間Ｓ６０ｃが介在している。

本実施形態のシール装置５において、凸部７０は、径方向において内側ＩＮから外側ＯＴへ向けて突出するようにカバー部３２の外周面に設けられている。凸部７０は、軸方向における幅がフィン６０よりも広い。ここでは、複数の凸部７０が軸方向において凸部間空間Ｓ７０を介して並んでいる。つまり、上流側Ｕｓから下流側Ｄｓへ向かって、凸部７０ａと凸部７０ｂと凸部７０ｃとが等間隔に順次配置されている。そして、凸部７０ａと凸部７０ｂとの間には凸部間空間Ｓ７０ａが介在し、凸部７０ｂと凸部７０ｃとの間には凸部間空間Ｓ７０ｂが介在している。複数の凸部７０が配置されたピッチは、複数のフィン６０が配置されたピッチよりも広い。

本実施形態では、複数のフィン６０（６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ）のそれぞれは、パッキンリング５０Ｂの内周面から突出した高さが、関連技術の場合と異なり、同じである。

複数の凸部７０（７０ａ，７０ｂ，７０ｃ）のそれぞれは、カバー部３２の外周面から突出した高さが、関連技術の場合と同様に、同じである。ここでは、複数の凸部７０のそれぞれは、カバー部３２の外周面から突き出た高さＨ７０が、径方向におけるカバー部３２の外周面とフィン６０の先端との間の距離Ｈ７１よりも低くなるように構成されている（つまり、Ｈ７０＜Ｈ７１）。

また、本実施形態では、複数のフィン６０のうち最も上流側Ｕｓに位置するフィン６０ａと複数の凸部７０のうち最も上流側Ｕｓに位置する凸部７０ａとが、径方向において対面している。同様に、複数のフィン６０のうち最も下流側Ｄｓに位置するフィン６０ｄと複数の凸部７０のうち最も下流側Ｄｓに位置する凸部７０ａとが、径方向において対面している。

これに対して、フィン６０ａの下流側Ｄｓにおいてフィン６０ａの隣りに位置するフィン６０ｂ、および、フィン６０ｄの上流側Ｕｓにおいてフィン６０ｄの隣りに位置するフィン６０ｃは、径方向において凸部７０（７０ａ，７０ｂ，７０ｃ）に対面していない。

フィン６０ｂは、凸部７０ａと凸部７０ｂとの間に介在する凸部間空間Ｓ７０ａに径方向において対面している。ここでは、フィン６０ｂは、凸部間空間Ｓ７０ａにおいて下流側Ｄｓに位置する部分に先端が径方向で向かい合うように設けられている。

フィン６０ｃは、凸部７０ｂと凸部７０ｃとの間に介在する凸部間空間Ｓ７０ｂに対して径方向において対面している。具体的には、フィン６０ｃは、凸部間空間Ｓ７０ｂにおいて上流側Ｕｓに位置する部分に先端が径方向で向かい合うように設けられている。すなわち、凸部間空間Ｓ７０ｂにおいて上流側Ｕｓに位置する側面とフィン６０ｃの先端との間の軸方向における距離Ｘ、および、凸部間空間Ｓ７０ｂの軸方向における幅Ｗが、下記式（Ａ）に示す関係を満たしている。

０＜Ｘ≦Ｗ／２ ・・・（Ａ）

［作用］
上記のように構成された本実施形態のシール装置５の作用に関して説明する。ここでは、本実施形態のシール装置５において、フィン間空間Ｓ６０ｂに漏洩した漏洩流体ＬＦ１について具体的に説明する。

フィン間空間Ｓ６０ｂに漏洩した漏洩流体ＬＦ１は、軸方向に沿って流れた後に、フィン６０ｃと凸部７０ｂとの間に位置する隙間に流入する。フィン６０ｃは、上述したように、径方向において凸部７０ｂに対面しておらず、凸部間空間Ｓ７０ｂに対面している。このため、漏洩流体ＬＦ１は、フィン６０ｃと凸部７０ｂとの間に位置する狭い隙間に流入した後には、凸部間空間Ｓ７０ｂへ向かうように、軸方向に対して傾斜した方向に曲がって流れる。

そして、漏洩流体ＬＦ１は、凸部間空間Ｓ７０ｂにおいて凸部７０ｃに衝突した後に、フィン間空間Ｓ６０ｂへ向かうように曲がって流れる。つまり、漏洩流体ＬＦ１は、径方向において内側ＩＮから外側ＯＴへ向かう。

これにより、フィン間空間Ｓ６０ｂのうち径方向において凸部７０ｃよりも外側ＯＴに位置する部分には、カウンター渦ＬＦ２が発生する。カウンター渦ＬＦ２は、フィン６０ｄの近傍では、径方向において外側ＯＴから内側ＩＮへ向かう。このため、フィン６０ｄと凸部７０ｃとの間から漏れる漏洩流体ＬＦ３の量を減少させることができる。

［効果］
以上のように、本実施形態のシール装置５は、フィン６０と凸部７０とを備える。フィン６０は、パッキンリング５０Ｂの内周面において径方向に突出するように設けられている。凸部７０は、カバー部３２の外周面において径方向に突出するように設けられており、軸方向における幅がフィン６０よりも広い。本実施形態では、凸部７０は、カバー部３２の外周面から突き出た高さＨ７０が、径方向におけるカバー部３２の外周面とフィン６０の先端との間の距離Ｈ７１よりも低い。このため、タービンが過渡的な状態（起動時など）であるときに軸方向における熱伸び差に発生し、静止体であるパッキンリング５０Ｂと回転体であるカバー部３２との位置関係が変化した場合であっても、フィン６０と凸部７０との間の接触が発生しない。したがって、本実施形態では軸方向における単位長さ当たりでフィン６０および凸部７０を設置することが可能な数が増加する。その結果、本実施形態では、破損防止を実現可能であると共に、漏洩量の減少を容易に実現可能である。

そして、本実施形態では、フィン６０ｃとフィン６０ｄとが軸方向においてフィン間空間Ｓ６０ｃを介して隣り合って並んでいる。これと共に、凸部７０ｂと凸部７０ｃとが軸方向において凸部間空間Ｓ７０ｂを介して隣り合って並んでいる。ここでは、フィン６０ｄ（第１のフィン）と凸部７０ｃ（第１の凸部）とが径方向において対面している。そして、フィン６０ｃ（第２のフィン）と凸部７０ｂ（第２の凸部）とが径方向において対面せずにフィン６０ｃと凸部間空間Ｓ７０ｂとが対面するように設けられている。このため、本実施形態では、上述したように、凸部７０ｃよりも外側ＯＴに位置する部分にカウンター渦ＬＦ２が発生するので、漏洩量を効果的に抑制することができる。

特に、本実施形態では、フィン６０ｃ（第２のフィン）は、凸部間空間Ｓ７０ｂにおいて上流側Ｕｓに位置する部分に対面するように設けられている。これにより、フィン６０ｃと凸部７０ｂとの間に位置する隙間は、より狭くなる。その結果、フィン６０ｃと凸部７０ｂとの間に位置する狭い隙間に流入した漏洩流体ＬＦ１は、凸部間空間Ｓ７０ｂへ向かうように軸方向に対して傾斜した方向に曲がりやすくなる。このため、本実施形態では、カウンター渦ＬＦ２が発生しやすいので、漏洩量を更に効果的に抑制可能である。

［変形例］
なお、上記の実施形態では、フィン６０が静止体であるパッキンリング５０Ｂの内周面に設けられ、凸部７０が回転体であるカバー部３２の外周面に設けられている場合について説明したが、これに限らない。

上記実施形態の変形例に係るシール装置５の詳細に関して、図２を用いて説明する。図２では、図１の場合と同様に、パッキンリング５０Ｂとカバー部３２とが設けられた部分を模式的に拡大して示している（図４参照）。

図２に示すように、回転体であるカバー部３２の外周面に複数のフィン６０を設け、静止体であるパッキンリング５０Ｂの内周面に複数の凸部７０を設けてもよい。

図２では、上流側Ｕｓから下流側Ｄｓへ向かってフィン６０ａ（第２のフィン）とフィン６０ｂ（第１のフィン）とが順次配置されており、フィン６０ａとフィン６０ｂとの間にはフィン間空間Ｓ６０が介在している。そして、上流側Ｕｓから下流側Ｄｓへ向かって凸部７０ａ（第２の凸部）と凸部７０ｂ（第１の凸部）とが順次配置されており、凸部７０ａと凸部７０ｂとの間には凸部間空間Ｓ７０が介在している。

本変形例において、フィン６０ａおよびフィン６０ｂは、カバー部３２の外周面に突出した高さが、同じである。

本変形例において、凸部７０ａおよび凸部７０ｂは、パッキンリング５０Ｂの内周面から突出した高さが、同じである。ここでは、凸部７０ａおよび凸部７０ｂは、パッキンリング５０Ｂの内周面から突き出た高さＨ７０が、径方向におけるパッキンリング５０Ｂの内周面とフィン６０の先端との間の距離Ｈ７１よりも低くなるように構成されている（つまり、Ｈ７０＜Ｈ７１）。

本変形例では、最も下流側Ｄｓに位置するフィン６０ｂと最も下流側Ｄｓに位置する凸部７０ｂとが、径方向において対面している。

これに対して、最も上流側Ｕｓに位置するフィン６０ａと最も上流側Ｕｓに位置する凸部７０ａとは、径方向において対面していない。フィン６０ａは、凸部７０ａと凸部７０ｂとの間に介在する凸部間空間Ｓ７０に対して径方向において対面している。具体的には、フィン６０ａは、凸部間空間Ｓ７０において上流側Ｕｓに位置する部分に先端が径方向で向かい合うように設けられている。

本変形例のフィン６０ａおよびフィン６０ｂのそれぞれは、上記実施形態（図１参照）のフィン６０ｃおよびフィン６０ｄのそれぞれと同様に構成されている。そして、本変形例の凸部７０ａおよび凸部７０ｂのそれぞれは、上記実施形態（図１参照）の凸部７０ｂおよび凸部７０ｃのそれぞれと同様に構成されている。

このため、本変形例においても、上記の実施形態と同様な効果を奏することができる。

また、上記の実施形態等では、静止体であるパッキンリング５０Ｂの内周面にフィン６０または凸部７０を設け、回転体であるカバー部３２の外周面にフィン６０または凸部７０を設ける場合について説明したが、これに限らない。

たとえば、ダイアフラム内輪４１に設置されたホルダ４４に嵌合されたパッキンリング５０Ａの内周面に上記実施形態等と同様にフィン６０または凸部７０を設け、タービンロータ３の外周面に上記実施形態等と同様にフィン６０または凸部７０を設けてもよい（図４参照）。このように、回転体の外周面と静止体の内周面とのうち一方の面にフィン６０を設け、回転体の外周面と静止体の内周面とのうち他方の面に凸部７０を設けてもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…タービン、２…ケーシング、２ａ…入口、２ｂ…出口、３…タービンロータ、４…ノズルダイアフラム、５…シール装置、６…軸受、２１…内部ケーシング、２２…外部ケーシング、２３…スリーブ管、２４…ノズルボックス、３０…ロータディスク、３１…動翼、３２…カバー部、４１…ダイアフラム内輪、４２…静翼、４３…ダイアフラム外輪、４４…ホルダ、５０Ａ…パッキンリング、５０Ｂ…パッキンリング、６０…フィン、６０ａ…フィン、６０ｂ…フィン、６０ｃ…フィン、６０ｄ…フィン、７０…凸部、７０ａ…凸部、７０ｂ…凸部、７０ｃ…凸部、６０１…ローフィン、６０２…ハイフィン、ＡＸ…回転軸、Ｄｓ…下流側、ＩＮ…内側、ＬＦ１…漏洩流体、ＬＦ２…カウンター渦、ＬＦ３…漏洩流体、ＯＴ…外側、Ｒｔ…回転方向、Ｓ６０…フィン間空間、Ｓ６０ａ…フィン間空間、Ｓ６０ｂ…フィン間空間、Ｓ６０ｃ…フィン間空間、Ｓ７０…凸部間空間、Ｓ７０ａ…凸部間空間、Ｓ７０ｂ…凸部間空間、Ｕｓ…上流側

Claims (3)

1. 回転軸に沿った軸方向に流れる作動流体によって回転する回転体と、前記回転軸の径方向において前記回転体の周囲に配置されている静止体との間を密封するシール装置であって、
   前記回転体の外周面と前記静止体の内周面とのうち一方の面において前記径方向に突出するように設けられているフィンと、
   前記回転体の外周面と前記静止体の内周面とのうち他方の面において前記径方向に突出するように設けられており、前記軸方向における幅が前記フィンよりも広く、かつ、前記他方の面から突き出た高さが、前記径方向における前記他方の面と前記フィンの先端との間の距離よりも低い凸部と
   を備え、
   前記フィンとして、第１のフィンと、前記軸方向において前記第１のフィンよりも上流側に位置する第２のフィンとを含み、前記第１のフィンと前記第２のフィンとが前記軸方向においてフィン間空間を介して並んでおり、
   前記凸部として、第１の凸部と、前記軸方向において前記第１の凸部よりも上流側に位置する第２の凸部とを含み、前記第１の凸部と前記第２の凸部とが前記軸方向において凸部間空間を介して並んでおり、
   前記第１のフィンと前記第１の凸部とが前記径方向において対面し、
   前記第２のフィンと前記第２の凸部とが前記径方向において対面せずに前記第２のフィンと前記凸部間空間とが前記径方向において対面している、
   シール装置。
2. 前記第２のフィンは、前記凸部間空間において上流側に位置する部分に対面するように設けられている、
   請求項１に記載のシール装置。
3. 請求項１または２に記載のシール装置
   を有する、
   タービン。

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