(57)【要約】【課題】  複数枚のプレート組立て性の効率化，リーク流量低減の面から、両者を同時に満足するシール装置の開発が、大きな課題としてあげられる。【解決手段】  ガスタービン等で利用されるセグメント間に装着されるシールプレートが、略水平方向に設置され、また、略垂直方向に設置される両者のプレート交差部において、略水平方向設置のシールプレートの端面にシール溝を設け、そのシール溝の奥行き寸法面の少なくとも低圧側面を広がり形状とし、そのシール溝に円柱体を装着する。【選択図】図８
2010150928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の周方向に分割された複数の部材が隣り合って一体化したセグメント構造を複数有し、
該複数のセグメント構造が前記回転軸の軸方向に配置され、
前記隣り合ったセグメント構造間の間隙面にそれぞれ対向する第一のシール溝を複数有し、
前記第一のシール溝にシールプレートが装着されることで高温流体の漏れを抑制する回転体のシール装置において、
該複数の第一のシール溝は交差するよう配置され、
該交差する２本の第一のシール溝に装着される前記シールプレートの少なくとも一方は、その端面に第二のシール溝を備え、
該交差する第一のシール溝に装着されるシールプレートに備えられた前記第二のシール溝が、他方の第一のシール溝の一方に装着される前記シールプレートに対向するように配置され、
前記第二のシール溝に、前記間隙面に平行な断面が円である円柱体を備えたことを特徴とする回転体のシール装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回転体のシール装置において、
該回転体は、圧縮機，燃焼器及び静翼と動翼を有するタービンで構成されるガスタービンであることを特徴とする回転体のシール装置。
【請求項３】
請求項１，２に記載の回転体のシール装置において、
前記第二のシール溝は、その外側に向かって溝の幅が広くなるよう構成されていることを特徴とする回転体のシール装置。
【請求項４】
請求項３に記載の回転体のシール装置において、
前記第二のシール溝は、前記シール装置で隔てられる２つの空間のうち、前記シールプレートの外面に平行な面を基準として、低圧空間側の面の広がり度が高圧空間側の広がり度より大きいことを特徴とする回転体のシール装置。
【請求項５】
請求項２〜４に記載の回転体のシール装置において、
前記円柱体と前記第二のシール溝との間に弾性体が装着されたことを特徴とする回転体のシール装置。
【請求項６】
請求項１〜５に記載の回転体のシール装置において、
組立時における前記第二のシール溝と前記第一のシール溝との最も近接した部分の距離である間隙δと、前記円柱体の外径Ｄとの関係が、Ｄ＞δであることを特徴とする回転体のシール装置。
【請求項７】
請求項２〜６に記載の回転体のシール装置において、
前記円柱体を、ガスタービンの定格運転時の前記シールプレートの温度よりも小さい融点を有する材料で前記第二のシール溝に固着したことを特徴とする回転体のシール装置。
【請求項８】
請求項７に記載の回転体のシール装置において、
前記材料がロー材であることを特徴とする回転体のシール装置。
【請求項９】
圧縮機，燃焼器及び静翼と動翼を有するタービンで構成され、回転軸の周方向に分割された複数の部材が隣り合って一体化したセグメント構造を前記回転軸の軸方向に配置したガスタービンの運転方法であって、
該隣り合ったセグメント構造間の間隙面にそれぞれ対向する複数の第一のシール溝を有し、
該複数の第一のシール溝は交差するよう配置され、
該交差する２本の第一のシール溝に装着される前記シールプレートの少なくとも一方は、その端面に第二のシール溝を備え、
該交差する第一のシール溝に装着されるシールプレートに備えられた前記第二のシール溝が、他方の第一のシール溝の一方に装着される前記シールプレートに対向するように配置され、
前記第二のシール溝に、前記間隙面に平行な断面が円である円柱体を備えたシール装置により、高温流体の漏れを抑制することを特徴とするガスタービンの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体のシール装置、及び、圧縮空気を燃料と共に燃焼して得た燃焼ガスのエネルギーによって回転動力を得るガスタービンの運転方法に係り、特に、冷却空気、或いはシール空気のリーク流量を抑制して、熱効率の向上を意図する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンにおいては、熱効率の向上を目的として作動ガスの高温化が図られているが、特に、作動ガス中に配置されているタービン静・動翼が高温に耐えられるように、翼内部に冷却媒体を供給している。
【０００３】
この種のガスタービンは、一般に空気冷却によるオープン冷却方式を採用している。即ち、圧縮機から抽気した空気を冷却空気として用い、この空気をケーシングや、タービン内部を経由させて、翼内部を冷却するようにしている。そして、翼内部を冷却した後の空気は、翼外表面のフィルム冷却孔や翼の後縁冷却孔等から、ガスパス中に排出している。また、静翼冷却用に導入された冷却空気の一部を、タービンホィールスペースのシール空気として分岐するが、この空気もイングレス抑制用としてガスパスに排出されることになる。
【０００４】
ところで、動翼シュラウドや、静翼，エンドウォールで構成される静翼体は、セグメント構造として周方向に環状配置されるが、セグメント部材の熱伸びを考慮して、周方向のそれぞれのセグメント間に間隙を有する。この間隙は、定格点においても、熱応力の発生防止の観点から、接触しないように設計される。静翼体を例にとれば、ケーシング内部外端側キャビティとガスパスは、この間隙路によって、半径方向に連通することになる。従って、静翼の冷却用にケーシング内部側キャビティに導いた冷却空気の一部が、このセグメント間からの間隙を通過して、ガスパス中に漏洩する。所謂、リークである。同様に、静翼のダイアフラムもセグメントとして環状に構成されるが、シール空気の一部がガスパス中へ、リークすることになる。
【０００５】
これらのリークはガスパスの作動ガス中へ混入することから、それ自体が損失であると共に、比較的低温であるリーク空気の希釈による作動ガスの温度低下や、混合損失によるタービン出力の低下を起こすため、高温化の効果が十分に発揮できない嫌いがある。
【０００６】
この改善策として、一般的には、周方向に隣接するセグメントの両側対抗面にシール溝を形成し、そのシール溝間に平板状シールプレートを装着して、リーク空気を抑制する手法が採られている。但し、この種のシールプレートは、近年のガスタービン作動媒体の高温化に伴う、セグメントの半径方向の熱伸び偏差によって生じるシール溝の半径方向のずれ（以下、オフセットと呼称）に対応できない。このため、平板状シールプレートとシール溝との接触部分を円弧状に形成し、中央を薄く加工したドッグボーン型シールプレートが開発されている。
【０００７】
一方、セグメント構成体では、このようなシールプレートを１枚のみ装着して使用することは稀である。通常は複数枚を組合せ、高圧側を囲むような形にシールプレートを配置してリークを抑制するのが一般的である。例えば特許文献１には、シールプレートの組合せ配置の一例が開示されている。特許文献１においては、シールプレートの交差部に生じる間隙がリーク発生の要因となることを指摘して、改良案を提案している。ところで、最も、簡単な抑制方法は、それぞれのシールプレートを固着して一体化することであるが、固定化してしまうと、改良案を含めて、前述したオフセットの対応が困難である。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−１１７７０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は部材間の間隙からのリークを抑制するために設置した複数枚のシールプレートを用いた回転体のシール装置において、シールプレート交差部のリーク流量の低減と、部材のオフセットに対応した信頼性の高いシール装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の回転体のシール装置は、回転軸の周方向に分割された複数の部材が隣り合って一体化したセグメント構造を複数有し、該複数のセグメント構造が前記回転軸の軸方向に配置され、前記隣り合ったセグメント構造間の間隙面にそれぞれ対向する第一のシール溝を複数有し、前記第一のシール溝にシールプレートが装着されることで高温流体の漏れを抑制する回転体のシール装置において、該複数の第一のシール溝は交差するよう配置され、該交差する２本の第一のシール溝に装着される前記シールプレートの少なくとも一方は、その端面に第二のシール溝を備え、該交差する第一のシール溝に装着されるシールプレートに備えられた前記第二のシール溝が、他方の第一のシール溝の一方に装着される前記シールプレートに対向するように配置され、前記第二のシール溝に、前記間隙面に平行な断面が円である円柱体を備える。
【発明の効果】
【００１１】
部材間の間隙からのリークを抑制するために設置した複数枚のシールプレートを用いた回転体のシール装置において、シールプレート交差部のリーク流量の低減と、部材のオフセットに対応した信頼性の高いシール装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の回転体のシール装置に関し、ガスタービンを例として説明する。ガスタービンを目的に沿って、効率的に実現するために、冷却空気の供給経路等にシール装置を設けることは、リーク流量低減から有効な手段である。即ち、その一環であるセグメント間に装着するシールプレートは、その開発目的から、間隙間の冷却・シール空気のリークを抑制するものである。しかし、シールプレートの組立体を、高温化に伴う半径方向の熱伸び偏差であるオフセットに対応させると、必然的に、シール溝におけるシールプレートの接触状態は、従来の面接触から線接触になり、当然、リーク流量の増加が予想される。さらに、シールプレート組立体にはオフセット変位に伴う応力が発生するため、損傷、或いは、変形、また、これに伴うリーク流量の増加の恐れがある。このように、シールプレートの開発には、リーク流量の低減と熱伸び偏差の対応と言う、相反する課題が含まれている。
【００１３】
以下、本発明の第１の実施例を図１〜図８を用いて説明する。図１は本実施例のガスタービンの構成を示す概念図、図２は、本実施例の構成を示すタービン部の部分断面図、図３は本実施例のシールプレートの配置を示す静翼体とダイアフラムの概念図、図４は本実施例のダイアフラムに設けたシールプレート溝を示す図３のＡ−Ａ断面図、図５は本実施例の円柱体と弾性体を用いたシールプレートの装着を示す図３のＢ−Ｂ部拡大図、図６は組立時を想定した図５に示すＣ−Ｃ部拡大図、図７は本実施例の円柱体と固定方法を表す図６に示すＥ−Ｅ部矢視図、図８は本実施例のガスタービン運転時を想定した、図６からの変化を示す概念図である。
【００１４】
図１を用いて、作動ガスと冷却空気の流れから、ガスタービン１の全体構成を説明する。ガスタービン１は、主として多段のタービン４と、このタービンに連結され、燃焼用の圧縮空気を得る圧縮機２，圧縮空気を高温・高圧ガスに変換する燃焼器３、及び、発電機５を備えている。圧縮機２から抽気した冷却空気は、後述する第２段静翼を冷却するための静翼低圧冷却空気経路６ａ，後述する第１段静翼を冷却するための静翼高圧冷却空気経路６ｂ、また第１，２段動翼を冷却するための動翼冷却空気経路７を経て、各々のタービン被冷却部に供給される。このとき、抽気空気圧力は、各翼でのガスパス圧力に応じた値から選定しており、静翼高圧冷却空気経路６ｂ，動翼冷却空気経路７には、圧縮機２の最終段からの抽気空気、静翼低圧冷却空気経路６ａには、圧縮機２の中圧段からの抽気空気を導入する。被冷却部を冷却して熱交換された各冷却空気は、図示しないタービン翼のフィルム冷却孔、或いは後縁等から噴出して、タービンのガスパスに排出され、作動ガスと混合して、最終的には排気ガスとして大気に放出される。
【００１５】
図２は、本実施例の構成を示すタービン部の部分断面図である。具体的には、タービン４の第１段静翼１０ａ，第２段静翼１１ａ，第１段動翼１０ｂ及び第２段動翼１１ｂ部分のタービン部分断面を示したものである。各冷却空気経路６ａ，６ｂ、及び７は、それぞれの被冷却部に連通するが、ここでは、本発明のシール装置を明確にするため、第２段静翼１１ａとダイアフラム１５ａまわりを対象として説明する。静翼低圧冷却空気経路６ａを経由して、ケーシング１２に設けた導入孔（図示せず）を介して供給された冷却空気は、ケーシング１２内部の外端側にある第２段静翼供給キャビティ１３を経て、周方向に環状に配置された第２段静翼体２１に供給される。この冷却空気は、第２段静翼体２１の内部に設けられた図示しない冷却パスを通過するときに熱交換を行うことで第２段静翼１１ａを冷却し、温度上昇して、ガスパス９に排出される。一方、第２段静翼体２１に供給された空気の一部は、第２段静翼体２１とダイアフラム１５ａで形成されるダイアフラムキャビティ１４を経て、第１段動翼１０ｂ，第１段ホィール１９ａ，スペーサー２２及びダイアフラム１５ａで形成される第１段動翼後側ホィールスペース１６ａに供給された後、ダイアフラム１５ａとスペーサー２２の間で協働するシールフィン２４によって、第２段動翼１１ｂ，第２段ホィール１９ｂ，スペーサー２２及びダイアフラム１５ａで形成される第２段動翼前側ホィールスペース１６ｂに分配され、それぞれのホィールスペース１６ａ，１６ｂへの作動ガスの侵入（イングレス）を抑制するためのシール空気として使用される。
【００１６】
図３は、本実施例のシールプレートの配置を示す静翼体とダイアフラムの概念図を示す。具体的には、回転軸の周方向に複数個配置された第２段静翼体２１の１つである、第２段静翼１１ａを含む静翼体セグメント２１ａとダイアフラム１５ａを示したものである。静翼体セグメント２１ａの外径側エンドウォール３１ａには、それぞれ第一のシール溝であるシール溝３２ａ，３２ｂ、及び３２ｃが設けられており、内径側エンドウォール３１ｂには、それぞれ第一のシール溝であるシール溝３３ａ，３３ｂ、及び３３ｃが設けられている。また、ダイアフラム１５ａには、それぞれ第一のシール溝であるシール溝３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ，３４ｆ、及び３４ｇがある。ところで、例えば、第２段静翼供給キャビティ１３とガスパス９は、連通しており、図中の第２段静翼供給キャビティ１３からガスパス９に向かう矢印で示したような隣接翼との間でリーク流路が存在する。従って、前記シール溝には、それぞれに１枚ずつシールプレートが、概略水平，概略垂直方向に装着されて第２段静翼供給キャビティ１３とガスパス９を区画することになる。同様に、内径側エンドウォール３１ｂやダイアフラム１５ａにもリーク流路が存在している。以下、更に、本実施例を明確にするため、ダイアフラム１５ａに設けたシール溝３４ｃ，３４ｄに着目して、本発明によるシール装置の詳細を説明することにする。
【００１７】
図４は、ダイアフラム１５ａと隣接するダイアフラム１５ｂを、図３のＡ−Ａ断面半径方向外側から眺めた断面図である。本実施例の静翼体やダイアフラムは、複数個のセグメントとして環状に配置されたものであり、図４では、代表的に２つのダイアフラム１５ａ，１５ｂを投影的に示している。両ダイアフラム１５ａ，１５ｂの間は、周方向間隙σc_coldをもたせて、組立てられている。ダイアフラム１５ａとダイアフラム１５ｂの対向面には、それぞれ第一のシール溝であるシール溝３４ｄ，３５ａが形成されており、周方向間隙σc_coldを塞ぐように、図示していないシールプレートが装着されることになる。これによって、ダイアフラムチャンバー１４からの半径方向内向きのリーク流路が遮断される。
【００１８】
図５は、本実施例の円柱体と弾性体を用いたシールプレートの装着を示す図３のＢ−Ｂ部拡大図を示す。具体的には、図３において水平シールプレート４０ａと垂直シールプレート４０ｂをダイアフラム１５ａに装着した時のＢ−Ｂ部を拡大して、組込み時の状態を表している。水平シールプレート４０ａは、シール溝３４ｄに装着され、また、垂直シールプレート４０ｂは、シール溝３４ｃに装着されており、両プレート間でプレート交差部３７を形成している。このとき、ダイアフラムチャンバー１４からプレート交差部３７を経由して第１段動翼後側ホィールスペース１６ａに向かうリーク流路３８を介したリークが発生する。
【００１９】
図６は、組立時を想定した、図５に示すＣ−Ｃ部拡大図を示す。具体的には図５で示したプレート交差部３７にあたるＣ−Ｃ部を拡大して、水平シールプレート４０ａと垂直シールプレート４０ｂを示したものである。水平シールプレート４０ａは、その交差部端面４７に開口するシール溝４３を備えており、シール溝４３は、主として、上流側奥行き寸法面４４ａ，下流側奥行き寸法面４４ｂ、及び奥行き底面４５の３面から成る。リーク流路３８のリーク流の流れ方向に対して、上流側奥行き寸法面４４ａの下流側に配置される下流側奥行き寸法面４４ｂは、シール溝３４ｄと接触する水平シールプレート４０ａの接触面４８に平行な線分４９を基準に、奥行き底面４５から交差部端面４７までの全長を均等な角度で交差部３７に向かう広がり角θを有する。一方、セグメントの組立時においては、シール溝４３内部には中実の円柱体４１がロー材４６の接合力により固着されるとともに、円柱体４１と奥行き底面４５の間には弾性体であるバネ４２が装着され、円柱体４１をプレート交差部３７側に向かう方向に押付け力５０ｂが作用している。また、円柱体４１の外径ｄは、交差部３７に生じた水平シールプレート４０ａと垂直シールプレート４０ｂの間隙δｃに対して、ｄ＞δｃの関係を有しており、シールプレートを装着後に、円柱体４１の固着が緩んでも、円柱体４１が垂直シールプレート４０ｂ，上流側奥行き寸法面４４ａ，下流側奥行き寸法面４４ｂ、及び奥行き底面４５から成る空間から外れることはない。
【００２０】
図７に、本実施例の円柱体と固定方法を表す、図６のＥ−Ｅ部矢視図を示す。水平シールプレート４０ａの交差部端面４７に開口するシール溝４３は、水平シールプレート４０ａの周方向（図面上、左右方向）全長に亘り、開口しているのではなく、適当な厚みを残して形成される。これにより、円柱体４１が周方向に飛び出すことを防止している。また、前述したように、円柱体４１は、ロー材４６によりシール溝４３内部に固着されているが、円柱体４１の全長に亘らず点付けに相当する方法で固着したものである。
【００２１】
このように構成された本実施例において、ガスタービン１の運転とともに圧縮機２と燃焼器３で発生する高温高圧の作動ガスは、圧力が約１.２MPa、温度が１２００℃程度で、タービン内部の第１段静翼１０ａの入口に流入する。作動ガスは第１段動翼１０ｂをはじめとする各段で、流体エネルギーをタービンの回転エネルギーに変化させながら、圧力，温度が低下し、約６００℃で最終段動翼を流出後、排気される。この時、ガスタービン１に直結した発電機５を回転させることで電力を得る。
【００２２】
タービン翼は、高温のガスに晒されるため、圧縮機２で得られる高圧空気の一部を抽気して冷却空気として用いる。この冷却空気は、静翼と動翼へ区分される。冷却空気用として、適正圧力の空気が圧縮機２から抽気される。第２段静翼１１ａへは、静翼低圧冷却空気経路６ａを経由した空気が第２段静翼体２１に導入される。冷却空気は、第２段静翼１１ａ等の翼内部での熱交換により高温部材である翼材を冷却する。耐熱性の高いＮｉ基合金を用いると翼材の許容温度８００℃程度である。冷却空気との熱交換により、翼材の温度を許容温度以下に減温する。翼材へのＮｉ基合金の採用は、その耐熱性から冷却空気の削減を可能としている。
【００２３】
図８に、本実施例のガスタービン運転時を想定した、図６からの変化を示す概念図を示す。図６と同様、ガスタービン運転時の水平シールプレート４０ａ，垂直シールプレート４０ｂの概念図である。ガスタービンの運転とともに、作動ガスや冷却空気を通じて、各部材の温度は上昇する。静翼低圧冷却空気経路６ａを通じてダイアフラムチャンバー１４に供給されるシール空気温度は約２００℃である。この温度だと水平シールプレート４０ａにも熱伸びが生じ、組立時のセグメント間隙σｃが、σｈまで狭まる。この間隙は、ガスタービン１の定格点運転においても接触しないように設計されているため零になることはない。水平シールプレート４０ａがロー材４６の融点以上の雰囲気温度まで温度上昇することにより、ロー材４６が溶けだし蒸発するため、溶け出した材料が、ガスパス内に侵入して翼と衝突することはない。なお、本実施例では円柱体４１を固着するためにロー材４６を利用しているが、ガスタービンの定格運転時のシールプレートの温度よりも小さい融点を有する材料であれば同様の効果を得られる。
【００２４】
更に、組立時に固着されていた円柱体４１は、ロー材４６の接合力から解かれ、自重によって下流側奥行き寸法面４４ｂの斜面をプレート交差部３７方向に転がり、下流側奥行き寸法面４４ｂとの間に接触点５１ａ、垂直シールプレート４０ｂとの間に接触点５１ｂを形成する。更に、円柱体４１は、下流側奥行き寸法面４４ｂをバネ４２の矢印で表す押付け力５０ｂによって、図面右側から左側への力を受け、接触点５１ｂの接触面圧を高める。このとき、ｄ＞σｃ＞σｈの関係から、組立時同様、円柱体４１が垂直シールプレート４０ｂ，上流側奥行き寸法面４４ａ，下流側奥行き寸法面４４ｂ、及び奥行き底面４５から成る空間から外れることはない。また、ガスタービンの運転時は各部材において振動を伴うが、円柱体４１と第二のシール溝である交差部端面４７との間には弾性体であるバネ４２が装着されているため、水平シールプレート４０ａが受ける振動は、バネ４２が吸収することになり、運転の常時に亘り、接触点５１ｂを維持できる。一方、ダイアフラムチャンバー１４に供給されるシール空気圧力Ｐ１と、２段静翼前側のガスパス圧力に同等となる第１動翼後側ホィールスペース１６ａの圧力Ｐ２の圧力差ΔＰによって、矢印で表す流体力５０ａが円柱体４１に作用し、図面上側から下側方向への力によって、接触点５１ａの接触面圧を高める。従って、ΔＰによって生じるリーク流路３８は、それぞれ接触点５１ａ，５１ｂで遮断され、リーク流量を低減することになる。
【００２５】
尚、熱伸びはセグメントの半径方向にも現れて、隣接するダイアフラム１５ａとダイアフラム１５ｂの間で熱伸び差による段差（オフセットと呼称）が生じることがある。このオフセットによって、水平シールプレート４０ａは、段差量に倣って傾くことになるが、接触点５１ａ，５１ｂに影響を与えるものではなく、オフセットにも対応可能な線接触が保持され、常時、リーク流量の削減が図られる。
【００２６】
以上に説明したセグメント間に装着したシール装置は、回転軸の周方向に分割された複数の部材である静翼体１１ａが隣り合って一体化したセグメント構造を複数有し、隣り合ったセグメント構造間の間隙面にそれぞれ対向する第一のシール溝を複数有し、第一のシール溝にシールプレートが装着されることで高温流体の漏れを抑制する回転体のシール装置において、複数の第一のシール溝３４ｃ，３４ｄは交差するよう配置され、交差する２本の第一のシール溝３４ｃ，３４ｄに装着されるシールプレート４０ｂ，４０ａの一方であるシールプレート４０ａは、その端面に第二のシール溝であるシール溝４３を備え、交差する第一のシール溝に装着されるシールプレートに備えられた第二のシール溝４３が、他方の第一のシール溝の一方に装着されるシールプレート４０ｂに対向するように配置され、第二のシール溝４３に、間隙面に平行な断面が円である円柱体４１を備えることによりリーク流量の大幅な低減を可能にするとともに、隣接するセグメント間での熱伸び差に起因するオフセットにも対応可能な良好なシール装置を得ることができ、その効果を十分に発揮できるガスタービンを提供できる。シールプレート４０ｂと、これに対向するシールプレート４０ａのシール溝４３側との間に生じる間隙を、円柱体４１がふさぐように作用するからである。間隙で隔てられた空間の圧力差により、円柱体４１には押し付け力が発生するため、高いシール効果が得られる。
【００２７】
本実施例では、ダイアフラムについての実施例を説明したが、ダイアフラムのみならず、外径側・内径側エンドウォール，多段の静翼セグメント，動翼のシュラウドや静翼ダイアフラム、或いは、熱偏差を伴う部材間に適用すれば、さらに大きな効果が期待できるのは自明である。
【００２８】
また、シール溝４３は、主として、上流側奥行き寸法面４４ａ，下流側奥行き寸法面４４ｂ、及び奥行き底面４５の３面から成ると説明したが、水平シールプレート４０ａの交差部端面４７と、上流側奥行き寸法面４４ａや下流側奥行き寸法面４４ｂとの間で、２つの面取り面を持つ。一方、下流側奥行き寸法面４４ｂは、その奥行き方向の全長に亘り、交差部３７に向かった広がり角θを有したが、この広がりによる作用を、前記面取り面にもたせても同様の効果は発揮できる。すなわち、第二のシール溝であるシール溝３２が、その外側（奥行き底面４５に対して逆側）に向かって溝の幅が広くなるような部分を有すればこの効果を得ることができる。さらに、シール装置で隔てられる２つの空間のうち、シールプレート４０ａの外面に平行な面である平行な線分４９の面を基準として、低圧空間側（リーク流路３８の下流側）の面の広がり度が高圧空間側（リーク流路３８の上流側）の面の広がり度より大きくすれば、起動から定格運転にかけての円柱体４１の移動が促進され、シール装置としての性能が向上する。
【００２９】
尚、円柱体４１を中実体として説明したが、シール面との間で接触するのは外径面であり、内面の形状には関係しない。従って、例えば、中空円柱体とすれば軽量化が図られ、見掛け上の押付け力が増すことにより、接触点面圧が上昇するとともに、図面上側から下側方向への力によって、接触点５１ａの接触面圧を高める。一方、セグメントの位置によっては、ΔＰによる流体力５０ａが円柱体４１を押し上げる形に作用するが、円柱体の軽量化により、その重量に相殺されない流体力を発揮できるため、周方向に亘っての一律なリーク流量の削減が図られるという効果が期待できる。
【００３０】
更に、本実施例では、中実円柱体を１本のみ、シール溝に装着したが、弾性体であるバネの装着を取止め、複数本入れることで、説明したシール面及び互いの円柱体間の接触によるシール面を形成して、同様のリーク流量低減となる効果が得られとともに、バネの製作工程と装着工程を削減できる。
【００３１】
以上説明した実施例のシール装置によれば、セグメントの熱伸び偏差に起因するオフセットに対しても、容易に吸収可能であり、プレート変形やセグメント部材に掛かる応力の発生を抑止できることから、高い信頼性を図れるとともに、シールプレート交差部における間隙からのリークを抑制することができ、その本来の目的に沿った効率の高いガスタービン装置を得るという優れた実用的効果をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施例であるガスタービンの構成を示す概念図。
【図２】本発明の実施例の構成を示すタービン部の部分断面図。
【図３】本発明の実施例によるシールプレートの配置を示す概念図。
【図４】本発明の実施例によるシールプレートの装着を示す静翼体Ａ−Ａの断面図。
【図５】本発明の実施例による円柱体と弾性体を用いたシールプレートを装着した概念図。
【図６】本発明実施例による円柱体と弾性体を用いたシールプレートの組立時を表す概念図。
【図７】本発明の実施例の円柱体と固定方法を表す矢視図。
【図８】本発明の実施例による円柱体と弾性体を用いたシールプレートのガスタービン運転時を表す概念図。
【符号の説明】
【００３３】
１  ガスタービン
４  タービン
１５ａ  ダイアフラム
３７  公差部
４０ａ，４０ｂ  シールプレート
４１  円柱体
４２  バネ
４３  シール溝
４４ａ  上流側奥行き寸法面
４４ｂ  下流側奥行き寸法面
４５  奥行き底面
４６  ロー材
４７  交差部端面
５１ａ，５１ｂ  接触点
【図１】
2010150928.tif 000003
【図２】
2010150928.tif 000004
【図３】
2010150928.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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