(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の周囲に可撓性を有する薄板がリング状に積層され、これら積層された各薄板の一方の側が筒状の固定手段に取り付けられ、前記回転軸の軸方向と前記各薄板の幅方向とが一致し、
前記回転軸の停止時には前記各薄板が前記回転軸と接触し、前記回転軸の回転時には前記各薄板が前記回転軸と非接触となる軸シール。
【請求項２】
前記各薄板が、前記回転軸の径方向に対し、該回転軸の回転方向と逆側に傾斜している請求の範囲第１項記載の軸シール。
【請求項３】
前記各薄板は前記回転軸の周面と３０〜４５度の角度をなす平板上である請求の範囲第２項記載の軸シール。
【請求項４】
内周側、外周側のいずれにおいても、前記各薄板間の隙間が等しい請求の範囲第１項記載の軸シール。
【請求項５】
前記各薄板を、リング形状の半径方向で曲率が変化する円弧状にした請求の範囲第１項記載の軸シール。
【請求項６】
前記薄板の前記回転軸側先端部に浮力付与手段を設けた請求の範囲第１項記載の軸シール。
【請求項７】
前記薄板の前記回転軸側先端部に浮力付与手段を設け、
該浮力付与手段は、前記回転軸の周面からの高さが、回転方向に減少していく傾斜面である請求の範囲第１項記載の軸シール。
【請求項８】
前記浮力付与手段として、前記薄板の前記先端部の端面を軸方向にステップ状にした請求の範囲第６項記載の軸シール。
【請求項９】
前記浮力付与手段として、前記薄板の前記先端部の端面を前記回転軸の周方向にステップ状にした請求の範囲第６項記載の軸シール。
【請求項１０】
前記各薄板が、該薄板の幅方向が前記回転軸の軸線と平行な方向とずれるように配置された請求の範囲第２項記載の軸シール。
【請求項１１】
前記薄板が、高圧側から加圧された際に、これら薄板の先端が前記回転軸から離間する状態に配置されている請求の範囲第１項記載の軸シール。
【請求項１２】
前記薄板の両側に全周に亘って側板が設けられ、各側板と薄板との間には、薄板が作動可能な間隔が設けられた請求の範囲第１項記載の軸シール。
【請求項１３】
前記各薄板が、前記回転軸の径方向に対して傾斜して配置されるとともに、前記各側板先端と前記回転軸との間隔が、前記薄板の両側で等しく設定された請求の範囲第１２項記載の軸シール。
【請求項１４】
前記薄板と前記側板間の隙間が、前記薄板の両側で互いに等しい請求の範囲第１２項記載の軸シール。
【請求項１５】
前記リング状薄板の外周側基端が、前記回転軸の周方向に分割された複数の円弧状分割体からなる環状体に植設され、前記円弧状分割体どうしの分割面は、周方向に段が設けられた食い違い面とされている請求の範囲第１項記載の軸シール。
【請求項１６】
前記薄板が所定枚数毎に単位セグメントとしてまとめられ、これら単位セグメント間に間隔が設けられた請求の範囲第１項記載の軸シール。
【請求項１７】
前記各薄板が、前記回転軸の径方向に対して傾斜して配置され、
前記回転軸の前記各薄板が摺動する部分には、該回転軸の周面上の流体を該回転軸の遠心力により前記各薄板に向けて送り出す送流部が設けられた請求の範囲第１項記載の軸シール。
【請求項１８】
前記各薄板に、その表面から突出してなる薄板間隙間形成部が設けられた請求の範囲第１項記載の軸シール。
【請求項１９】
前記隙間形成部は、前記薄板の一部を変形させた突起である請求の範囲第１８項記載の軸シール。
【請求項２０】
前記隙間形成部は、前記薄板の一部に形成された被覆層である請求の範囲第１８項記載の軸シール。
【請求項２１】
前記隙間形成部は、前記薄板の一部をエッチングすることにより形成される段差部である請求の範囲第１８項記載の軸シール。
【請求項２２】
周方向に複数ヶ所の逃がし通路を設けており、該逃がし通路は、当該薄板間の間隔を他の部分よりも大きく形成することにより形成された請求の範囲第１項記載の軸シール。
【請求項２３】
前記薄板が所定枚数毎に単位セグメントとしてまとめられ、各セグメントが該薄板よりも厚肉の主リーフに固定された請求の範囲第１項記載の軸シール。
【請求項２４】
請求の範囲第１項記載のリング状軸シールを、前記回転軸の軸方向に、間隔を置いて複数段設置した軸シール装置。
【請求項２５】
前記複数段の軸シールは、高圧側に最も近く配置される軸シールの軸方向幅が最大に、低圧側に最も近く配置される軸シールの軸方向幅が最小になるように形成された請求の範囲第２４項記載の軸シール装置。
【請求項２６】
前記各軸シールは、その軸方向幅Ｌが下式
Ｌ＝ｋ（Ｐ１２−Ｐ２２）／Ｇ
Ｐ１＝上流側の圧力、Ｐ２＝下流側の圧力、Ｇ＝流体漏れ重量流量、ｋ＝所定の係数
により設定された請求の範囲第２４項記載の軸シール装置。
【請求項２７】
請求の範囲第１項記載の軸シールを軸周りに配設したタービン。
【請求項２８】
前記タービンは、高温高圧のガスをケーシングに導き、該ケーシングの内部に回転可能に支持された回転軸の動翼に高温高圧のガスを吹き付けることで該ガスの熱エネルギーを機械的な回転エネルギーに変換して動力を発生するガスタービンであり、
前記軸シールは前記ガスタービンの回転軸の外周をシール可能に配設された請求の範囲第２７項記載のタービン。
【請求項２９】
前記ガスタービンは、タービン軸に直列に高圧段から低圧段までの複数の動翼及び静翼が交互に設けられており、
一以上の静翼と前記回転軸との間に前記軸シールを配設した請求の範囲第２８項記載のタービン。
【請求項３０】
前記軸シールが前記静翼の先端に固定された請求の範囲第２９項記載のタービン。
【請求項３１】
前記軸シールが、少なくとも最も高圧段の静翼と前記回転軸との間に配設された請求の範囲第２９項記載のタービン。
【請求項３２】
前記タービンは、ケーシングと、圧縮機と、回転軸と、前記回転軸に設けられた動翼と、前記ケーシングに、前記動翼と対向するように設けられた静翼とを有し、
複数の静翼と前記回転軸との間に、前記軸シールを各薄板が前記回転軸に接するように配設し、
定格運転時には、前記回転軸の回転により生じる動圧により、前記薄板の先端が該回転軸の表面から非接触状態となるように浮上し、
運転停止時には前記薄板の弾性復元力によりその先端が再び前記回転軸に接する請求の範囲第２７項記載のタービン。
【請求項３３】
請求の範囲第７項記載の軸シールの傾斜面を形成するための加工方法であって、
前記軸シールの各薄板が、前記回転軸の径方向に対し、回転方向と逆側に傾斜するように該薄板の外周側基端を固定し、
前記薄板と前記回転軸の周面とがなす鋭角が減少するように前記薄板の内周側自由端の先端部を押圧し、その状態で該先端部が該回転軸と平行になるように加工し、
上記加工の完了後に前押圧を解除する 各過程を有する加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種タービン、圧縮機、水車、冷凍機、ポンプなど大型流体機械の回転軸等に適用される軸シール機構に関し、特に、該シールを適用したガスタービン、蒸気タービンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
高温高圧のガスをタービンに導いて膨張させ、ガスの熱エネルギーを機械的な回転エネルギーに変換して動力を発生するガスタービンにおいて、静翼と回転軸との間には、高圧側から低圧側に漏れる燃焼ガスの漏れ量を低減するためのシール機構（軸シール）が設けられている。このシール機構としては、非接触型のラビリンスシールが従来から幅広く使用されている。ところで、ラビリンスシールは回転過渡期の軸振動、或いは過渡的な熱変形時にもフィン先端の隙間が接触しないようにフィン先端の隙間を或る程度大きくしなければならないためにガスの漏れ量が大きい。このようなラビリンスシールに代え、漏れ量の低減を狙って開発されたシール材としてブラシシールがある。
図３７Ａ、３７Ｂは上記ブラシシールの概略構成図である。図において、符号１は回転軸、２はケーシング、３は低圧側側板、４は高圧側側板、５はろう付け部、６はワイヤである。ワイヤ６は、回転軸１の振動、或いは熱変形による偏心などを吸収することができるように適度の剛性を持つ線径約５０〜１００μｍのフィラメントで構成され、ワイヤ６間はほぼ隙間がないように幅１〜３ｍｍの密集した束になっている。また、ワイヤ６は回転軸１の外周面と鋭角をなすように回転方向に対して傾斜して取付けられている。ワイヤ６の先端は回転軸１の外周面に所定の予圧を有して接触しており、接触することにより軸方向の漏れ量を低減する構造になっている。
ワイヤ６は回転軸１に接触して摺動し、雰囲気条件、或いは周速によってはこの摺動により発熱してワイヤ６が赤熱状態になるため、使用する条件によってワイヤ６にインコネル、ハステロイなどの耐高熱材が用いられている。また、ワイヤ６とともに回転軸１の外周の摺動面も摩耗するため、回転軸１の摺動面には耐摩耗材がコーティングされている。さらに、ワイヤ６は回転軸１軸方向の剛性が小さいので、低圧側側板３の内径を回転軸１の外周とほぼ等しくすることでワイヤ６の破損が防止されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のブラシシールには次のような問題点がある。
ブラシシールにおいては、ワイヤ６間からの漏れ、ワイヤ６先端からの漏れおよび回転軸１外周と接触する摺動面からの漏れが問題となるが、シール差圧がワイヤ６の線径、低圧側側板３の配置などから決まる許容値を越えると、ワイヤ６全体が低圧側に変形を生じて倒れ、ワイヤ６と回転軸１との間が吹き抜け状態となってシール機能を失ってしまう恐れがある。
ブラシシールを構成するワイヤ６の剛性は回転軸１の軸振れに対する追随性および回転軸１との適正な予圧などから決められているが、ワイヤ６の線径を太くするなどして剛性を上げるには限界がある。したがって、ワイヤ６の剛性に支配される回転軸１軸方向のシール差圧は５ｋｇｆ／ｃｍ２程度が限界で、大きな差圧をシールすることができない。また、ワイヤ６の線径は通常約５０〜１００μｍと非常に細く、回転軸１の周面と接触して摺動することによりワイヤ６が破断して脱落する危険性があり、ガスタービンを長時間にわたって使用するには問題がある。
ワイヤ６先端からの漏れ量はワイヤ６が回転軸１の周面に接触して摺動するためにラビリンスシールなどと比べて大幅に小さいが、ワイヤ６間からの漏れ量を安定して小さく保持することが難しい。
また、ワイヤ６と回転軸１の周面とが接触して摺動するので、回転軸１の表面には耐摩耗材のコーティングが必要である。しかしながら、大径の回転軸１の周面に対して長時間の使用に耐える耐摩耗材のコーティングＣを形成する技術が確立されておらず、ワイヤ６および回転軸１の摩耗が大きいため、ブラシシールの寿命が短く交換頻度が高い。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、漏れが少なく高いシール性を有するとともに、耐摩耗性に優れた軸シールの提供を目的としている。本発明はまた、上記軸シールを用いたタービンの提供、特に、これをガスタービンに用いて、シール部に高い耐摩耗性を有しながら高圧側から低圧側へのガスの漏れ量を低減することを目的としている。
従って、本発明は、回転軸の周囲に可撓性を有する薄板がリング状に積層され、これら積層された各薄板の一方の側が筒状の固定手段に取り付けられ、前記回転軸の軸方向と前記各薄板の幅方向とが略一致し、前記回転軸の停止時には前記各薄板が前記回転軸と接触し、前記回転軸の回転時には前記各薄板が前記回転軸と非接触となる軸シールを提供する。
シール部材に係る薄板を使用することにより、従来のワイヤと比較してケーシングに対する固定部が拡大されるので、薄板がケーシングに対して強固に固定される。これにより、従来のブラシシールにおけるワイヤのようなケーシングからの脱落を防止することができる。
また、薄板の先端は回転軸の軸方向に剛性が高く回転軸の周方向には柔らかいので、差圧方向への変形を起こし難くなってシール差圧の許容値が引き上げられる。
また、共振点通過時など回転軸の振動が大きいときには薄板が変形して回転軸との接触が緩和されることに加え、定格条件では回転軸の回転によって生じる動圧効果によって薄板の先端が回転軸の表面から浮上して回転軸との接触が回避されるので、薄板と回転軸との接触による過大な発熱および摩耗を防止することができる。さらに、薄板と回転軸との接触による発熱が防止されることにより、回転軸におけるサーマルバランスによる振動の発生を回避することができる。
上記構成において、前記各薄板が、前記軸の径方向に対して傾斜して配置されても良い。特に、前記各薄板が、回転軸の径方向に対し、回転軸の回転方向と逆側に傾斜させると、回転軸の回転によって生じる動圧効果によって薄板の先端が回転軸の表面から浮上するようになって薄板と回転軸との接触が回避される。
この場合、前記各薄板が前記回転軸の周面と３０〜４５度の角度をなすように傾斜させた平板であると、板の曲げ剛性が小さく、回転軸の回転によって生じる動圧効果で薄板の先端部が回転軸の表面から浮上するので、回転方向の抵抗も小さくなる。その結果、軸シールの損失が低減される。
また、リング状軸シールの内周側、外周側のいずれにおいても、前記各薄板間の隙間を本質的に等しくすることができる。この場合薄板をより密に配置することが可能となり、薄板の先端と回転軸との隙間を従来の非接触型のラビリンスシールなどと比べて飛躍的に小さくすることができる。これにより、ガス等の漏れ量を大幅に低減することが可能となり、結果的に（ガス）タービンの性能を向上させることができる。
ここで、シール径が十分に大きい（たとえば直径が１０００ｍｍ程度）場合は平板状の薄板で薄板間の隙間をほぼ均一にできる。しかし、シール径が比較的小さい場合には、薄板の形状を軸シールの半径方向で曲率の変化する円弧状にして薄板間の隙間を等しくすることができる。従って、この場合も薄板をより密に配置することが可能となるので、薄板間からの漏れ量を低滅し、これを適用したタービンの効率向上がはかれる。
また、前記薄板の前記軸側先端部に浮力付与手段を設けても良い。これにより、タービンの回転軸に適用した場合、定格運転時には動圧により薄板先端が浮上して回転軸と非接触状態となる。即ち、薄板と回転軸との接触を効果的に防止できる。
上記浮力付与手段の好適な例として、軸シールが配設される回転軸の周面からの高さが、回転方向に減少していく傾斜面である場合がある。この場合、傾斜面におけるくさび効果によって動圧が生じ、薄板先端が浮上して回転軸と非接触の状態になる。
このような傾斜面は、（１）前記軸シールの各薄板が、前記回転軸の径方向に対し、回転方向と逆側に傾斜するように該薄板の外周側基端をケーシングに固定し、（２）前記薄板と前記回転軸の周面とがなす鋭角が減少するように前記薄板の内周側自由端の先端部を前記ケーシングに向けて砥石で押圧し、その状態で該先端部が該回転軸とほぼ平行になるように加工し、（３）上記加工の完了後に前記押圧を解除する 加工方法により作成可能である。
また、浮力付与手段の別例として、前記薄板の前記先端部の端面を軸方向にステップ状にしても良い。この場合、上記ステップにおける差圧によって浮力が生じ、薄板先端が浮上して回転軸と非接触の状態になる。
また、浮力付与手段の別例として、前記薄板の前記先端部の端面を軸の周方向にステップ状にしても良い。この場合、回転による動圧効果を利用して薄板先端を浮上させ、回転軸と非接触の状態にする。
また、前記各薄板を、該薄板の幅方向が前記軸の軸線と平行な方向とずれるように配置しても良い。この場合、回転軸の軸方向長さに比べて薄板間に形成される流路長を増大して、流路抵抗を増やすことができる。その結果、薄板間からの漏れ量低減が一層図れる。
また、前記薄板が、高圧側から加圧された際に、これら薄板の先端が前記軸から離間する状態に配置されても良い。これにより、薄板の先端が回転軸の表面から浮上して回転軸との接触が回避されるので、薄板と回転軸との接触による過大な発熱および摩耗を防止することができる。
更に、前記薄板の両側に全周に亘って側板を設け、各側板と薄板との間には、薄板が作動可能な間隔が設けられるように構成できる。これにより、前記薄板にかかる高圧側からの圧力と低圧側からの吸引力とを低減して前記薄板の差圧方向への変形を防止するとともに、薄板付近において流路抵抗を増やすことができる。
この場合、前記各薄板が、所定の軸の径方向に対して傾斜して配置されるとともに、前記各側板先端と前記軸との間隔が、前記薄板の両側で等しく設定されるようにしても良い。これにより、前記間隔を、前記回転軸が回転可能な隙間とすることが可能であり、前記側板を前記薄板の回転軸半径方向略全幅を覆って設けることにより、薄板付近において一層流路抵抗を増やすことができる。
また、前記薄板と前記側板間の隙間が、前記薄板の両側で互いに等しくなるようにすれば、前記薄板の差圧方向への変形をより防止することができる。
更にまた、前記リング状薄板の外周側基端が、複数の円弧状分割体からなる環状体に植設され、前記円弧状分割体どうしの分割面は、周方向に段が設けられた食い違い面とされた形態も可能である。これによれば、円弧状分割体間に侵入しようとする高圧の燃焼ガスが、段をなす分割面に突き当たって侵入を阻止される。これにより、円弧状分割体どうしの接合部からの燃焼ガスの漏れが防止される。また、分割面が食い違い面とされることにより接合部の補強がなされる。
また、前記薄板が所定枚数毎に単位セグメントとしてまとめられ、これら単位セグメント間に間隔が設けられた構成としても良い。この場合、各薄板の先端部が浮上する際に、各単位セグメント間には間隔が設けられて互いに離れているので、各薄板は、隣の単位セグメントの薄板の干渉を受けにくく、浮上しやすくなる。即ち、各薄板と回転軸との接触をより回避しやすい構造と言える。
また、前記各薄板が、前記回転軸の径方向に対して傾斜して配置され、前記回転軸の前記各薄板が摺動する部分には、該回転軸の周面近傍の流体を該回転軸の遠心力により前記各薄板に向けて送り出す送流部が設けられた構成も可能である。これにより、回転軸近傍の流体は回転軸の遠心力により各薄板に向けて送り出されるので、この流体圧力により各薄板の先端の浮上が促進される。即ち、薄板と回転軸との接触による過大な発熱および摩耗を、より確実に防止することが可能となる。
更にまた、前記各薄板に、その表面から突出してなる薄板間隙間形成部を設けても良い。この場合、隙間形成部の突出高さを薄板間に形成すべき隙間と等しい値に設定しておけば、隙間形成部を介して薄板同士を互いに当接させるだけで、薄板間の隙間が内外周間で確実に均一かつ所定の微少隙間に設定されることになる。
前記隙間形成部は、例えば、前記薄板の一部を変形させた突起により実現できる。この場合、薄板とは別体の部材を固定することで隙間形成部が構成されるのではなく、薄板の一部を変形させることで隙間形成部が構成されるため、部品点数の増加を招くことがない。この突起は、例えば精密プレス加工により形成される。
前記隙間形成部の別例として、前記薄板の一部に被覆層を形成しても良い。この被覆層は、例えば、溶融メッキ等により形成できる。この場合も、部品点数の増加を招くことなく、隙間形成部が薄板に構成されることになる。特に、被覆層がメッキ層である場合には、メッキ層の厚さを１μｍ刻みのオーダーで形成することができるため、回転軸の全周にわたって各薄板間の隙間を精度良く形成することが可能になる。
上述のような部品点数の増加が無い形態では、生産性の向上を図ることができるとともに、厳格な工程管理も不要にして低コスト化を図ることができる。
更に別の例として、前記薄板の一部をエッチングすることにより形成される段差部を前記隙間形成部としても良い。即ち、薄板の一部をエッチングすることにより、エッチングされた部分とされていない部分との間に隙間形成部である段差を形成するようにしているため、薄板間の隙間を精度良く形成することができる。
即ち、隙間形成部を介して薄板同士を互いに当接させるだけで、薄板間の隙間が内外周間で確実に均一かつ所定の微少隙間に設定されるため、高いシール性を発揮することのできる軸シール機構が内装されたタービンを容易に実現できる。
また、周方向に複数ヶ所の逃がし通路を設け、該逃がし通路は、当該薄板間の間隔を他の部分よりも大きく形成することにより形成された構成も可能である。
前記逃がし通路は、軸シールの円周方向適所において、片持支持されている薄板の自由変形部分、つまり該薄板の根元固定部よりも先端寄りの部分を除去して相隣る薄板間のピッチを他の部分よりも大きくすることによって形成するのが好ましい。
これによれば、軸シールの高圧側の圧力は、その一部が該軸シールの円周方向適所に設けられた逃がし通路を通って低圧側にされる。従って、該軸シールの高圧側と低圧側との差圧が増大しようとしても、高圧側の圧力の一部が逃がし通路を介して低圧側に開放されることにより、差圧の増大による薄板の破損が防止される。これにより、薄板の剛性を小さくして流体シール性能を向上させても、上記逃がし通路による圧力開放作用により、破損が発生することはない。
また、前記薄板が所定枚数毎に単位セグメント（ブロック）としてまとめられ、各セグメントが該薄板よりも厚肉の主リーフに固定された構成も可能である。
具体例としては、５０〜１００枚を１セグメントとし、上記主リーフは、各セグメント間に位置して外周側端部が各薄板の根元部にろう付け固着されるリーフ部と、該リーフ部の内周側に連設されて、回転軸の外周に微小間隙を存して配設されたスカート部とにより構成するのがよい。
このような構成によれば、薄板をブロック毎に主リーフで支持することにより、薄板の剛性が向上し、高圧部と低圧部との間の差圧が大きい軸シールに対しても薄板の破損を生ずることなく適用可能となる。また前記差圧により、薄板に捩れ荷重が作用するような事態となっても、前記ブロック化による剛性増大によって薄板の破損が防止され、耐久性が増す。
さらに、定格運転中においては、前記主リーフの内周と回転軸の外周との間を前記差圧と動圧効果とによって非接触とすることができる。
また、必要に応じて、今まで説明してきた各種リング状軸シールを、所定の軸の軸方向に、間隔を置いて複数段設置できる。
係る構成によれば、高圧室内の流体は、回転軸等の軸方向に複数段配設された軸シールの各段で段階的に減圧され、最終段の軸シール出口において低圧室の圧力まで低下する。これにより、単段の軸シールを用いる場合に較べ、流体の漏れ量が大幅に減少する。本構成は、高差圧で大径の軸シールに効果的かつ容易に適用できる。
ここで、前記複数段の軸シールは、高圧側に最も近く配置される軸シールの軸方向幅が最大に、低圧側に最も近く配置される軸シールの軸方向幅が最小になるように形成できる。できれば、高圧側から低圧側に段階的に減少するのが好ましい。
ここで、前記各軸シールは、その軸方向幅Ｌが下式
Ｌ＝ｋ（Ｐ１２−Ｐ２２）／Ｇ ．．．（１）
Ｐ１＝上流側の圧力、Ｐ２＝下流側の圧力、Ｇ＝流体漏れ重量流量、ｋ＝所定の係数
により設定することができる。
ここで、軸シールの各段の漏れ量Ｇは、下式のように表される。
Ｇ∝（Ｐ１２−Ｐ２２）／Ｌ ．．．（２）
即ち、各段の漏れ量Ｇは各段の軸方向幅Ｌに反比例し、圧力差の２乗に比例する。つまり軸方向幅Ｌが大きくなれば漏れ量Ｇが小さくなる。
従って、圧力の高い高圧室（圧力Ｐ０）寄りの軸シールの軸方向幅Ｌ１を最大とし、低圧室（圧力Ｐａ）側に向かって圧力が低下するに従い上記幅Ｌを小さくしていき、最終段出口の圧力が低圧室の圧力Ｐａ（この圧力は通常、大気圧とされる）になるように、前記軸シールの段数及び軸方向幅Ｌを前記（１）式によって設定することにより、高圧室から低圧室へ漏洩する流体の量を最小量に抑えることができる。即ち、流体の最小漏れ量を実現するために必要な軸シールの段数及び軸方向幅を容易に設定できる。
以上述べてきたような軸シールは、タービン、特に、高温高圧のガスをケーシングに導き、該ケーシングの内部に回転可能に支持された回転軸の動翼に高温高圧のガスを吹き付けることで該ガスの熱エネルギーを機械的な回転エネルギーに変換して動力を発生するガスタービンに好適に適用され、前記軸シールは前記ガスタービンの回転軸の外周をシール可能に配設される。
典型的には、前記ガスタービンは、タービン軸に直列に高圧段から低圧段までの複数の動翼及び静翼が交互に設けられており、一以上の静翼と前記回転軸との間に前記軸シールを配設する。
ここで、前記軸シールを前記静翼の先端に固定しても良い。また、前記軸シールが、少なくとも最も高圧段の静翼と前記回転軸との間に配設されることが好ましい。
より具体的には、前記タービンは、ケーシングと、圧縮機と、回転軸と、前記回転軸に設けられた動翼と、前記ケーシングに、前記動翼と対向するように設けられた静翼とを有する。複数の静翼と前記回転軸との間に、前記軸シールを各薄板が前記回転軸に接するように配設し、定格運転時には、前記回転軸の回転により生じる動圧により、前記薄板の先端が該回転軸の表面から僅かに浮上し、運転停止時には前記薄板の弾性復元力によりその先端が再び前記回転軸に接する形態となる。これにより、上述した各種効果が得られる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例を、図面を参照して詳細に説明する。
第１実施形態
本発明の第１実施形態としての軸シール及びガスタービンの構成を、図１Ａ、１Ｂおよび図２を参照して説明する。
図２はガスタービンの概略構成図である。図において、符号７は圧縮機、８は燃焼器、９はタービンである。圧縮機７は、多量の空気をその内部にとり入れて圧縮するものである。通常、ガスタービンでは、後述する回転軸１１で得られる動力の一部が圧縮機の動力として利用されている。燃焼器８は、圧縮機７で圧縮された空気に燃料を混合して燃焼させるものである。タービン９は、燃焼器８で発生させた燃焼ガスをその内部に導入して膨張させ、回転軸１１に設けられた動翼１１ａに吹き付けることで燃焼ガスの熱エネルギーを機械的な回転エネルギーに変換して動力を発生するものである。
タービン９には、回転軸１１側の複数の動翼１１ａの他に、後述するケーシング１２側に複数の静翼１２ａが設けられており、これら動翼１１ａと静翼１２ａとが回転軸１１の軸方向に交互に配列されている。動翼１１ａは回転軸１１の軸方向に流れる燃焼ガスの圧力を受けて回転軸１１を回転させ、回転軸１１に与えられた回転エネルギーは軸端から取り出されて利用されるようになっている。
静翼１２ａと回転軸１１との間には、高圧側から低圧側に漏れる燃焼ガスの漏れ量を低減するための軸シール（機構）として、リーフシール１０が設けられている。
図１Ａ、図１Ｂは、このリーフシール１０の構成図であり、図１Ａはリーフシールの構成を示す斜視図、図１Ｂはリーフシールを構成する薄板群の断面図である。なお、上記斜視図は、要部を一部破断して示しており、これは、説明の都合上、以下の実施形態においても基本的に同様である。
図１Ａ、図１Ｂにおいて、符号１１は回転軸、１２はケーシング、１３は低圧側側板、１４は高圧側側板、１５はろう付け部、１８は薄板（リーフ）、１９は各薄板１８間の隙間である。リーフシール１０は、図１Ａに示すように、回転軸１１の軸方向に所定の幅を有する平板状の薄板１８を回転軸１１の周方向に多層に配置した構造になっている。
薄板１８は、薄板１８の外周側基端のみをケーシング１２にろう付け（ろう付け部１５）されており、回転軸１１の外周をシールすることによって回転軸１１の周囲の空間を高圧側領域と低圧側領域とに分けている。また、薄板１８の両側には、高圧側領域に高圧側側板１４が、低圧側領域に低圧側側板１３がそれぞれ圧力作用方向のガイド板として装着されている。
薄板１８は板厚で決まる所定の剛性を回転軸１１の周方向に持つように設計されている。また、薄板１８は回転軸１１の回転方向に対して回転軸１１の周面となす角が鋭角となるようにケーシング１２に取付けられており、回転軸１１の停止時には薄板１８の先端は所定の予圧で回転軸１１に接触しているが、回転軸１１の回転時には回転軸１１が回転することで生じる動圧効果によって薄板１８の先端が浮上するため、薄板１８と回転軸１１とは非接触状態となる。
多層に配置した各薄板１８どうしの間には、僅かに隙間１９が設けられている。図１Ｂに示すように、各薄板１８は外周側基端と内周側先端とで各薄板１８間の隙間１９が一定になるように設定されており、半径座標ｒにおいて薄板１８の接線と各薄板１８による円の中心を通る線とがなす角度θが次式を満たすように変化している。
ｓｉｎθｉ＝ｔ／Ｔ＝ｔ／（ｒｉψ）
∴ｔ／ψ＝ｒｉｓｉｎθｉ＝ｒｓｉｎθ
∴ｓｉｎθ＝ｒｉｓｉｎθｉ／ｒ
但し、ｔは薄板１８の厚みｔｂと隙間１９の距離ｔｓとの和、ψは薄板１８間の中心角、Ｔは薄板１８内周の幅（＝ｒｉψ）、θｉは薄板１８先端の角度、θｏは薄板１８基端の角度である。上記の式にしたがって薄板１８を設計することにより、薄板１８間の隙間１９が外周側、内周側のいずれの箇所でも一定となっている。
上記のように構成された軸シール機構及びガスタービンにおいては、回転軸１１の軸方向に幅を有する薄板１８が回転軸１１の周方向に多層に配置されており、これら薄板１８が回転軸１１の周方向に柔らかい可撓性を有し、軸方向には剛性の高い軸シール機構が構成されている。
この軸シール機構によれば、シール部材である薄板１８が回転軸１１の軸方向に配置されることにより、ケーシング１２に固定される外周側のろう付けは回転軸１１の軸方向に強固なものとなる。これにより、従来のブラシシールに見られるケーシングからのワイヤ脱落のように、薄板１８がケーシング１２から脱落するのを防止することができる。また、隙間１９の存在により、回転時にもシールがこわれず、耐久性が高いという利点がある。
また、薄板１８の先端は回転軸１１の軸方向に剛性が高く回転軸１１の周方向には柔らかいので、従来のブラシシールに比べて差圧方向への変形を起こし難くなり、大きな差圧までシールすることが可能である。
共振点通過時など回転軸１１の振動が大きいときには薄板１８が変形して回転軸１１との接触が緩和されることに加え、定格条件では回転軸１１の回転によって生じる動圧効果により薄板１８の先端が回転軸１１の表面から浮上して回転軸１１との接触が回避されるので、薄板１８と回転軸１１との接触による過大な発熱および摩耗を防止することができる。さらに、薄板１８と回転軸１１との接触による発熱が防止されることにより、回転軸１１におけるサーマルバランスによる振動の発生を回避することができる。
また、隙間１９を外周側と内周側とで等しくすることで薄板１８をより密に配置することが可能となり、薄板１８の先端と回転軸１１との隙間を非接触型のラビリンスシールなどと比べて飛躍的に小さくすることができる。これにより、ラビリンスシールの１／３〜１／１０程度まで漏れ量を低減することが可能となり、結果的にガスタービン（軸）の効率を１％程度向上させることができる。
ここで、ガスタービンの効率とは「軸出力／燃料カロリー」で定義される。一般には、上記効率は３８〜４０％（従来型ラビリンスシールで測定）であり、これ以上の上昇は困難とされているが、本発明の軸シールを用いることにより、これを３９〜４１％（１，２，３段目の静翼にリーフシールを設置して測定）に向上させることができる。
即ち、従来型に比べ、１％の効率向上が実現される。これによりどの程度の燃料節約が可能かを示すため、コンバインドサイクル発電（出力１６１万ｋｗクラス）の例で試算すると、１％の効率向上により、年間約３．５万トンもの節約となる。
ところで、上記実施の形態においては薄板１８間の隙間１９が一定になるようにすべての薄板１８が一様に湾曲した形状となっているが、回転軸１１の外径が比較的大きい場合には薄板を湾曲させなくとも薄板間の隙間をほぼ一定と見なすことができる。そこで、図３に示すように平板状の薄板１８’をケーシング１２の内面に植設してリーフシール１０’を構成しても構わない。これについては、以下の実施形態例でも詳しく説明する。
【０００６】
第２実施形態
以下、本発明の第２実施形態としてのガスタービンの構成を説明する。本実施形態のガスタービン及びリーフシールの基本構成は第１実施形態のガスタービンと同一であり、対応する構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。即ち、前述した各効果については、本実施形態においても同様の効果が得られる。また、以下の各実施形態についても同様の省略を行う。
図４Ａ〜４Ｃは、本第２実施形態のリーフシール１０の構成図であり、図４Ａはリーフシールの構成を示す斜視図、図４Ｂはリーフシールを構成する薄板群の断面図、図４Ｃは図４Ｂの要部拡大図である。
本実施形態においては、リーフシール１０の薄板１８が、回転軸１１の回転方向に対して回転軸１１の周面となす角度α（図４Ｃ参照）が３０〜４５度の範囲の鋭角となるように、ケーシング１２に取付けられている。
多層に配置した各薄板１８どうし間の隙間１９は、シール径が十分に大きいため、換言すれば回転軸１１の径が十分に大きいために、外周側基端から内周側基端までほぼ一定と見なすことができる。
しかも、薄板１８は、回転軸１１の回転方向に対して回転軸１１の周面となす角度αが３０〜４５度の範囲の鋭角となるようにケーシング１２にろう付けされているので、回転軸１１の回転に対する抵抗は小さなものである。発明者の実験によれば、角度αが３０度より小さくなると、動圧効果によって薄板１８の先端部が必要以上に浮きやすくなるので、シール性の面で問題がある。これとは反対に、角度αが４５度より大きくなると、回転軸１１の振動時などの接触で薄板１８が回転軸１１の回転に対する抵抗となりやすいことがわかっている。
すなわち、角度αが３０〜４５度の範囲の鋭角であれば、上述した薄板１８と回転軸１１との接触による過大な発熱および摩耗の防止や回転軸１１におけるサーマルバランスによる振動の発生の回避をより確実に行うことができる。
本実施形態においては、シール径が十分に大きいため平板状の薄板１８を使用しても隙間１９は外形側から内径側までほぼ一定になる。しかしながら、シール径が比較的小さい場合には、上記第１実施形態のように、全ての薄板を半径方向で曲率が変化するよう一様に湾曲させた円弧状の形状とするとよい。このようにすれば、回転軸１１の外径が比較的小さくても、薄板間の隙間をほぼ一定にすることができる。
【０００７】
第３実施形態
以下、本発明の第３実施形態としてのガスタービンの構成を説明する。
本実施形態のガスタービンに設けられたリーフシール１０は、上記第２実施形態で参照した図４Ａに示す基本構成を有し、即ち、薄板１８は、回転軸１１の回転方向に対して回転軸１１の周面となす角度αが所定の鋭角となるようにケーシング１２に取付けられている。
更にここでは、図５の拡大図に示すように、その回転軸１１側の先端部に、浮力付与手段となる傾斜面２０１８ａが形成されている。この傾斜面２０１８ａは、回転軸１１の周面５１１ａに対して回転方向へ徐々に接近していくように形成されたものであり、周面５１１ａとの角度βは微小である。
従って、回転軸１１の回転時、すなわちガスタービンの運転時には、薄板１８が角度αの鋭角で取り付けられているために回転軸１１が回転することで生じる動圧効果によって薄板１８の先端が浮上することに加え、傾斜面２０１８ａと周面５１１ａとの間の間隙が回転方向へ徐々に狭まることによって生じるくさび効果による動圧によっても、圧力分布２０（図５参照）のように浮力が付加されるため、薄板１８と回転軸１１とは容易に非接触状態となる。
ここで、上述した薄板１８先端部の傾斜面加工方法を、図６Ａ〜６Ｃに基づいて説明する。
この傾斜面２０１８ａは、平板状の薄板１８における内周側（回転軸１１側）の先端部に形成されるもので、各薄板１８の外周側基端をケーシング１２の所定の位置に所定の鋭角でろう付けにより固定した状態（図６Ａ参照）から加工を開始する。ここで、薄板１８は周面５１１ａに対して角度αの鋭角で取り付けられており、平板状薄板１８の先端部を放電研磨や研削などにより加工して傾斜面２０１８ａを形成する。
図６Ｂは、研削加工の様子を簡単に示したもので、図中の符号２１は砥石である。この砥石２１は、回転しながら回転軸１１の回転方向と同様の白抜き矢印２２の方向へ回転軸１１の周面５１１ａとほぼ平行に進んで薄板１８の先端部を研削加工する。この時、自由端となっている薄板１８の内周側先端部は砥石２１に押圧されて持ち上げられるので、傾斜角度がαからα′に変化した状態で研削加工が実施される。従って、加工された傾斜面２０１８ａは、薄板１８の傾斜角度がα′の状態で周面５１１ａとほぼ平行になる。
なお、傾斜面２０１８ａの加工法として放電研磨を採用する場合には、適当な治具などを用いて薄板１８を保持することにより、傾斜角度をαからα′に予め変化させた状態で加工を実施すればよい。
図６Ｃは加工完了後の状態を示したもので、研削加工の場合は砥石２１による押圧から解放されて、そして放電研磨の場合は治具による保持から解放されて、傾斜角度はα′からαに戻っている。この結果、傾斜角度α′で回転軸１１の周面５１１ａとほぼ平行に研削加工された傾斜面２０１８ａは、周面５１１ａに対してαとα′との差に相当する角度βの微小角度を有することになる。
このような傾斜面加工方法を採用することにより、自由端となる薄板１８の回転軸１１側先端部を加工して傾斜面２０１８ａを容易に形成することができる。 このように、薄板１８の回転軸１１側先端部に傾斜面２０１８ａを設けたので、ガスタービン運転時には回転軸１１の回転によって生じる動圧により、鋭角に取り付けられた薄板１８に作用する浮力に加えて、薄板１８の先端にも浮力が作用することになる。このため、薄板１８はこれらの浮力を受けて浮上し、回転軸１１と容易に非接触状態となる。
なお、浮力付与手段としては、この他にもいくつかの変形例が可能である。
図７Ａ及び７Ｂは、浮力付与手段の別例を示すもので、薄板１８の回転軸１１側先端面１８ｂは周面５１１ａと平行に形成され、かつ、その先端面１８ｂには軸方向ステップ２３が形成されている。この軸方向ステップ２３は、図７Ｂに示すように、高圧領域側の隙間が低圧領域側の隙間より大きくなるように高さｈの段差を設けたものである。
このような軸方向ステップ２３を設けると、図７Ｂに示す圧力分布２４のように高圧領域と低圧領域とで差圧ΔＰが生じるので、この差圧が薄板１８に対して先端部を浮上させる方向の力として作用する。
なお、図中の差圧ΔＰは、高圧領域の圧力ＰＡから低圧領域の圧力ＰＢを引いたものであり、ΔＰ＝ＰＡ−ＰＢで表される。
図８Ａ及び８Ｂは、浮力付与手段の更に他の例を示すもので、薄板１８の回転軸１１側先端面１８ｂは周面５１１ａと平行に形成され、かつ、その先端面１８ｂには周方向ステップ２５が形成されている。この周方向ステップ２５は、図８Ｂに示すように、回転軸１１の回転方向側の隙間が狭くなるように高さｈ′の段差を設けたものである。
このような周方向ステップ２５を設けると、回転軸１１の回転により生じる動圧効果で、薄板１８の先端部に対し、図８Ｂに示す圧力分布２６のような浮力が作用する。
上記各別例に示した、軸方向ステップ２３や周方向ステップ２５のような浮力付与手段を設けても、上述した傾斜面２０１８ａの場合と同様に、ガスタービン運転時には回転軸１１の回転によって生じる動圧により、鋭角に取り付けられた薄板１８に作用する浮力に加えて、薄板１８の先端にも浮力が作用することになる。このため、薄板１８はこれらの浮力を受けて浮上し、回転軸１１とは容易に非接触状態となる。
【０００８】
第４実施形態
以下、本発明の第４実施形態としてのガスタービンの構成を説明する。
本実施形態のガスタービンに設けられたリーフシール１０もまた、上記第２実施形態で参照した図４Ａに示す基本構成を有し、即ち、薄板１８は、回転軸１１の回転方向に対して回転軸１１の周面となす角度αが所定の鋭角となるようにケーシング１２に取付けられている。
本実施形態においては、図９に示すように、薄板１８の先端が、前記回転軸１１の軸線と平行な周面上の線１１１１と角度φを持って摺動する位置に設けられ、かつ、高圧側から加圧された際に、これら薄板１８の先端が前記回転軸１１から離間する状態に設定されている。
薄板１８を、該薄板１８の先端が前記回転軸１１の軸線と角度φを持って摺動する位置に設けることにより、図１０に示すように、回転軸１１の軸方向長さに比べて薄板１８間に形成される流路長を増大して、流路抵抗を増やすことができる。このため、このリーフシール１０に対して高圧側から低圧側に漏れる漏れ量を少なくすることが可能となる。
本実施形態においても、例えば、回転軸１１の外径が比較的小さい場合には、図１１に示すように、薄板１８’間の隙間１９’が一定になるようにすべての薄板１８’が一様に湾曲した形状とし、薄板１８’間の隙間をほぼ一定として、この曲面状の薄板１８’をケーシング１２の内面に植設してリーフシール１０を構成しても構わない。
【０００９】
第５実施形態
以下、本発明の第５実施形態としてのガスタービンの構成を説明する。
本実施形態のガスタービンに設けられたリーフシール１０もまた、上記第２実施形態で参照した図４Ａに示す基本構成を有し、即ち、薄板１８は、回転軸１１の回転方向に対して回転軸１１の周面となす角度αが所定の鋭角となるようにケーシング１２に取付けられている。
図１２は、本実施形態のガスタービンに設けられた軸シールの構成を示す斜視図であり、図１３は、回転軸周りの側板と薄板とを示す断面図である。
これらの図に示すように、本実施形態においては、低圧側側板１３および高圧側側板１４は、前記薄板１８の両側に回転軸１１の全周に亘って設けられて、これら低圧側側板１３および高圧側側板１４と薄板１８との間には、薄板１８が作動可能な間隔のみが設けられるとともに、前記薄板１８の回転軸１１半径方向略全幅を覆って設けられる。
即ち、これら低圧側側板１３および高圧側側板１４の先端と前記回転軸１１との間隔が、前記薄板１８の両側で等しく設定され、前記間隔を前記回転軸１１が回転可能な隙間のみとすることにより、薄板１８付近に形成される流路長を増大し、薄板１８付近においてより流路抵抗を増やすことができる。
また、前記薄板１８と前記側板１３，１４との隙間が、前記薄板１８の両側で互いに等しく設定され、前記薄板１８が差圧方向に変形することを、より確実に防止している。
更に、低圧側側板１３および高圧側側板１４により薄板１８にかかる高圧側からの圧力と低圧側からの吸引力とが低減され、薄板１８が差圧方向への変形を起こし難くなる。
以上のような構成により、このリーフシール１０に対して高圧側から低圧側に漏れる漏れ量を少なくすることが可能となる。
また、本実施形態においても、回転軸１１の外径が比較的小さいような場合には、図１４に示すように、薄板１８’間の隙間が一定になるようにすべての薄板１８’が一様に湾曲した形状とし、薄板１８’間の隙間をほぼ一定として、この曲面状の薄板１８’をケーシング１２の内面に植設してリーフシール１０を構成しても構わない。
【００１０】
第６実施形態
以下、本発明の第６実施形態としてのガスタービンの構成を説明する。
本実施形態のガスタービンに設けられたリーフシール１０の構成を、図１５に示す。図に示すように、本実施形態では、環状体１８０、低圧側側板１９０、高圧側側板２００が設けられている。リーフシール１０は、上述した各実施形態と同様の多層配置構造を有する。
即ち、薄板１８の両側には、高圧側領域に高圧側側板２００が、低圧側領域に低圧側側板１９０がそれぞれ圧力作用方向のガイド板として環状体１８０と一体に形成されている。
図１５に示すように、環状体１８０は、ケーシング１２の内面に沿って周方向に配設された溝１２ａに填め込まれており、薄板１８の先端は回転軸１１の外周に摺接して回転軸１１とケーシング１２との間をシールしている。また、環状体１８０は複数の円弧状分割体１８０ａから構成されており、各円弧状環状体１８０ａがケーシング１２の内面に沿って周方向に配設されることで環状をなしている。
円弧状分割体１８０ａどうしが突き合わされる端面は、図１６Ａに示すように周方向に突出する段付き形状とされ、円弧状分割体１８０ａ，１８０ａどうしの接合部２２０をなす分割面Ｆは、周方向に段が設けられた食い違い面とされている。さらに、接合部２２０には、円弧状分割体１８０ａ，１８０ａを連結するピース２３０が装着されることで環状体１８０の一体化が図られている。
上記のシール機構においては、接合部２２０をなす円弧状分割体１８０ａ，１８０ａ間に侵入しようとする高圧の燃焼ガスが、段をなす分割面Ｆに突き当たって侵入を阻止される。これにより、接合部２２０からの燃焼ガスの漏れを防止することができる。また、分割面が噛み合うことによって円弧状分割体１８０ａ，１８０ａ間の軸方向のずれが防止されるので、環状体１８０を補強することができる。
ところで、接合部２２０をなす分割面の形状は、図１６Ｂに示すような凹凸の組み合わせとしてもよい。
上記構成においては、薄板１８間の隙間１９が一定になるように、すべての薄板１８が一様に湾曲した形状となっているが、回転軸１１の外径が比較的大きい場合には、上述のように、薄板を湾曲させなくとも薄板間の隙間をほぼ一定と見なすことができるので、図１７に示すように、平板状の薄板１８’をケーシング１２の内面に植設してリーフシール１０’を構成しても構わない。
【００１１】
第７実施形態
以下、本発明の第７実施形態としてのガスタービンの構成を説明する。
本実施形態のガスタービンに設けられたリーフシール１０の構成を図１８Ａに、該リーフシールを構成する薄板の断面図を図１８Ｂに示す。
これらの図に示すように、本実施形態では、各薄板１８は、回転軸１１の回転方向に対して回転軸１１の周面となす角が鋭角となるようにケーシング１２に取付けられることに加え、各薄板１８は、例えば５枚毎に単位セグメント１２０としてまとめられ、これら単位セグメント１２０間には、間隔１２１が設けられている。
このように、各単位セグメント１２０間に間隔１２１を設けたことで、動圧効果によって各薄板１８の先端部が浮上する際に、各薄板１８は、隣の単位セグメント１２０の薄板１８の干渉を受けにくく、浮上しやすくなり、各薄板１８と回転軸１１との接触をより回避しやすい構造とすることが可能となる。
上記構成においては、シール径が十分に大きい場合ので、平板状の薄板１８を使用しても隙間１９は外径側から内径側までほぼ一定となる。しかしながら、シール径が比較的小さい場合には、図１９Ａ、１９Ｂに示す変形例のように、全ての薄板１８’を半径方向で曲率が変化するように一様に湾曲させた円弧状の形状とすると良い。このようにすれば、回転軸１１の外径が比較的小さくても、各薄板１８’間の隙間１９’をほぼ一定にすることができる。
また、各単位セグメント１２０、１２０’あたりの薄板１８、１８’の枚数は、５枚に限らず、例えば５枚としたものと１０枚としたものとを交互に配するなど、適宜その枚数および枚数分布を変更しても良い。
また、各単位セグメント１２０間の間隔１２１は、適用する軸シール及びガスタービンの設計条件に合わせて、場所毎に適宜その寸法を変えた設計としても良い。
【００１２】
第８実施形態
以下、本発明の第８実施形態としてのガスタービンの構成を説明する。
本実施形態のガスタービンに設けられたリーフシール１０の構成を図２０Ａに、該リーフシールを構成する薄板の断面図を図２０Ｂに、図２０ＢにおけるＤ−Ｄ面における断面図を図２０Ｃに示す。
これらの図に示すように、本実施形態では、回転軸１１の各薄板１８が摺動する部分には、該回転軸１１の周面近傍の流体を該回転軸１１の遠心力により各薄板１８に向けて送り出す送流部５２０が設けられている。この送流部５２０は、回転軸１１と同軸かつ回転軸１１の周面に対して間隙５２１を有するように配置されたリング部５２０ａと、該リング部５２０ａを回転軸１１に固定する固定部５２０ｂとからなり、リング部５２０ａには、回転軸１１の軸心に対して垂直に形成された、円形状を有する複数の通気孔５２０ｃが設けられている。
回転軸１１の停止時には、各薄板１８の先端は所定の予圧で回転軸１１に接触しているが、回転軸１１の回転時には、回転軸１１の回転によって生じる動圧効果と、送流部５２０の通気孔５２０ｃから供給される流体圧力により、各薄板１８の先端が浮上するため、各薄板１８と回転軸１１とは非接触状態となる。
このように送流部５２０を設けたことにより、回転軸１１近傍の流体は回転軸１１の遠心力により各薄板１８に向けて送り出されるので、この流体圧力により、各薄板１８の先端の浮上が促進され、薄板１８と回転軸１１との接触による過大な発熱および摩耗をより確実に防止することが可能となる。
上記構成においては、シール径が十分に大きいため、平板状の薄板１８を使用しても隙間１９は外径側から内径側までほぼ一定となる。しかしながら、シール径が比較的小さい場合には、図２１に示すように、全ての薄板１８’を半径方向で曲率が変化するように一様に湾曲させた円弧状の形状とすると良い。このようにすれば、回転軸１１の外径が比較的小さくても、各薄板１８’間の隙間１９’をほぼ一定にすることができる。
また、上記実施形態では、送流部５２０は、回転軸１１の周面にリング形状のものを設けた構成としたが、これに限らず、各薄板１８、１８’の浮上を促進するように回転軸１１近傍の流体を各薄板１８、１８’に送り出す構成であれば良く、回転軸１１の周面からその半径方向内側に向かって掘り下げられた穴、または孔、またはスリットを代わりに設けた構成としても良い。
また、上記実施形態では、送流部５２０における流体の取り入れは、高圧側領域の流体を取り入れる構成としたが、送流部５２０の取付を裏表逆にすることで、低圧側領域の流体を取り入れる構成としても良い。
また、上記実施形態では、通気孔５２０ｃは円形状としたが、楕円形状、四角形状など、その他の形状を採用しても良く、さらには、スリット形状やメッシュ形状のものとしても良い。
また、上記実施形態では、通気孔５２０ｃは、回転軸１１の軸心に対して垂直としたが、これに限らず、薄板１８、１８’の先端をより効果的に浮上させるためにリング部５２０ａの外周面に対して傾斜させたものとしても良い。
更に、上記実施形態では、各通気孔５２０ｃは、回転軸１１の軸方向においては１カ所だけ設けた構成としたが、その孔径を小さくして複数箇所設け、均一な流体の流れを薄板１８、１８’に与えるような構成としても良い。
また、薄板１８、１８’の形状などの設計条件に応じて、各通気孔１２０ｃの通気孔面積を、場所毎に変えて流量調整を行う構成としても良い。
【００１３】
第９実施形態
以下、本発明の第９実施形態としてのガスタービンの構成を説明する。
本実施形態のガスタービンに設けられたリーフシール１０の構成を図２２に示す。本構成は、前掲図１７に示す構成と基本構成を同じくし、薄板１８は、回転軸１１の軸方向に所定の幅ｗを有する略長方形板状とされている。ここでは、厚さ方向を向く一方の面には、他方の面を凹ませることにより突出させられた突起（隙間形成部）１８ａが形成されている。
図２３Ａ〜２３Ｄは、図２２に示す薄板の構成を示す図であって、図２３Ａは薄板の平面図、図２３Ｂは、図２３ＡのＢ−Ｂ矢視断面図、図２３Ｃは、図２３Ａに示す薄板と突起位置の異なる薄板の平面図、図２３Ｄは、図２３ＣのＣ−Ｃ矢視断面図である。
本実施形態において、薄板１８の各部の寸法は、図２３Ａを参照して、ｗ＝５〜１０ｍｍ，Ｌ１＝３０ｍｍ，Ｌ２＝５ｍｍ，ｓ１＝１ｍｍ，ｓ２＝１．５ｍｍとなっている。
また、薄板１８の板厚ｔは、回転軸１１の周方向に所定の剛性を持つように設計され、本実施形態では、板厚ｔは０．１ｍｍに設定している。
突起１８ａの突出高さｈは、薄板１８間に形成すべき隙間１９に合わせて適宜設定される。ちなみに、リーフシール１０において高いシール性を確保するためには、この隙間１９を１０μｍ程度に設定しておくことが好ましい。
本実施形態では、突起１８ａの突出高さｈを１０μｍに設定している。このような微小突起１８ａは、薄板１８を精密プレスすることで複数を同時に形成することができる。本実施形態では、これら突起１８ａは、薄板１８の幅方向（回転軸１１の軸方向）には３列、長さ方向には２列形成されている。
また、突起１８は、図２３Ａ及び２３Ｃ内に破線で示すように、薄板１６の外周側基端から長さ方向に所定長離間した位置に至るまでの領域Ｘ内に形成される。この領域Ｘは、薄板１８の外周側基端を環状体１８０にろう付けした際のとけ込み域と一致する。
また、薄板１８には、外周側に配された突起１８ａの外周側基端からの距離ｓ３が１ｍｍに設定されたもの（符号１８Ａ）と、２ｍｍに設定されたもの（符号１８Ｂ）とがある。
また、突起１８ａの長さ方向の離間距離ｓ４は、２ｍｍとされている。
そして、これら二種類の薄板１８Ａ，１８Ｂは、図２４に示すように、突起１８ａを介して互いに当接するように重ね合わされる。これにより、薄板１８間には、１０μｍの微小隙間１９が容易かつ精度良く確保されることになる。
隙間１９は、シール径、換言すれば回転軸１１の径が十分に大きいため、外周側基端から内周側先端まで実質的にほぼ一定と見なすことができる。
なお、図２４では、突起１８ａを見やすくする便宜上、ハッチングを施している。
次に、本実施形態におけるリーフシール１０の製作工程について説明する。
まず、フォトエッチングにより、素板を上記所定寸法からなる複数の薄板１８に分割する。例えば、回転軸１１の軸径がφ３５０の場合には、約１０，０００枚の薄板１８を作製する。
次いで、精密プレスにより、隙間形成部を構成する突起１８ａを薄板１８に形成し、環状体１８０に組み込む。
この環状体１８０は、複数の円弧状分割体３１（図２５参照）から構成されており、各円弧状分割体３１が周方向に沿って相互に連結されることで、環状をなしている。
環状体１８０の分割数は、回転軸１１の軸径に応じて設定されていて、例えば回転軸１１の軸径がφ３５０の場合には二分割、φ１０００の場合には六分割とされている（図２６参照）。
薄板１８は、その外周側を円弧状分割体３１に溶接することで固定される。
溶接方法としては、レーザー，ＥＢＷ，ＴＩＧ等の周知のものが採用される。なお、図２５中のハッチング領域は、溶接のとけ込み域である。
次に、薄板１８を固定した円弧状分割体３１の外周面３１Ａおよび内周面３１Ｂを切削加工することで、ケーシング１２に組み込む際の基準面を形成する。
その後、図２６に示すように、円弧状分割体３１を治具３２に組み入れ、環状をなすように組み立てる。
しかる後、所定のシール径となるように、薄板１８の先端を放電研磨する。
シール径は、例えば回転軸１１の軸径がφ３５０の場合には、その値から０．５ｍｍを減じた寸法に設定される。
そして、ガスタービンへの組み込みは、治具３２から円弧状分割体３１を取り外し、これらを回転軸１１の周りに配置してケーシング１２に固定することにより、行われる。
即ち、本実施形態においては、精密プレスで薄板１８の一部に突起１８ａを設け、この突起１８ａを介して各薄板１８を互いに当接させることにより、シール性能の優劣を左右する薄板１８間の隙間１９を形成するようにしているため、所定の微小隙間１９を容易かつ精度良く確保することができる。
また、隙間形成部をなす突起１８ａを、薄板１８の一部を変形させることによって形成しているため、部品点数の増加を招くことがない。
以上のことから、本実施形態によれば、高いシール性が保証されることに加えて、薄板１８の環状体１８０への固定作業を簡易にして生産性の向上を図ることができ、しかも、厳格な工程管理も不要にして低コスト化を図ることができる。 次に、本実施形態の変形例について、図２７Ａを参照しながら説明する。
上述の実施形態では、薄板１８に設ける隙間形成部として、精密プレスにより形成した突起１８ａを採用したものについて説明したが、本実施形態では、隙間形成部として、薄板１８の一部に溶融メッキで形成したメッキ層４１を採用するものである。
すなわち、溶接のとけ込み域である領域Ｘの部分に、例えばＣｒメッキを施すことにより、薄板１８の表面にメッキ層４１による段差を形成し、これを隙間形成部とするものである。
例えば、薄板１８間の隙間１９を１０μｍに設定する場合には、表側および裏側の面に５μｍのメッキ層４１をそれぞれ形成する。
このような構成においても、メッキ層４１を介して薄板１８を互いに当接させて重ね合わせれば、上述の実施形態と同様に、薄板１８間の隙間１９が内外周間で確実に均一かつ所定の微少隙間に設定されることになる。
また、メッキ層４１の厚さは、１μｍ刻みのオーダーで形成することができるため、回転軸１１の全周にわたって各薄板１８間の隙間を精度良く形成することができ、高いシール性を確実に確保し得るリーフシール１０およびガスタービンを構成することができる。
なお、本発明に係る隙間形成部は、上述の突起１８ａおよびメッキ層４１に限らず、薄板１８に一体固定されるスペーサや、薄板１８の一部を他の部分よりも厚く形成してなる厚肉部としても構わない。
また、図２７Ｂに示すように、薄板１８の領域Ｘの部分を除く領域Ｙの部分にエッチングを施すことにより、エッチングされていない領域Ｘの部分とエッチングされた領域Ｙの部分との間に段差を形成するようにしてもよい。
この場合には、薄板１８間の隙間１９を精度良く形成することができるため、シール性の更なる向上を図ることができる。
さらに、本発明に係るリーフシール１０の薄板１８は、長方形板状に限らず、断面が円弧状に湾曲するものであっても構わない。
かかる構成とした場合には、薄板１８間の隙間１９を外周側基端から先端にかけて精度良く均一にすることが可能になる。
また、薄板１８は、板厚で決まる所定の剛性を回転軸１１の周方向に持つように設計されているため、図２２に示すような長方形板状とされていると、薄板１８と回転軸１１との相対変位時の摺動により、薄板１８の先端角部１８ｂが回転軸１１の外周面に損傷を与える可能性がある。
そこで、かかる回転軸１１の損傷を防止するためには、図２８に示すように、外周側基端がケーシング１２に固定される薄板１８の先端側（内周側）エッジ部１８ｃを、面取り加工する等して円弧状（例えば、Ｒ＝０．５ｍｍ）に形成しておくことが好ましい。
このように、薄板１８の先端側エッジ部１８ｃを円弧状に形成しておけば、回転軸１１の外周面に薄板１８の先端が微少部分で接触するといったことがなくなり、回転軸１１に作用する薄板１８からの圧力が低下する。
このため、先端に角部を有する薄板を採用した従来のシール機構に見られるような回転軸１１の損傷を効果的に防止し得て、回転軸１１の長寿命化を図ることができる。
【００１４】
第１０実施形態
以下、本発明の第１０実施形態としてのガスタービンの構成を説明する。
図２９は本実施形態の軸シール装置の回転軸心に沿う構成図、図３０は上記軸シール装置を装備したガスタービンの回転軸部の要部構造図である。
本実施形態におけるガスタービン（図３０）において、１１は回転軸（ロータ：回転軸心９１１ａ）、１１ａは動翼で、各動翼１１ａは前記回転軸１１のロータディスク３３の外周に植設されている。１２ａは静翼で、前記各動翼１１ａの前段に設けられている。
本実施形態に係る軸シールは、ロータエンド部３４、静翼１２ａの内周部等に設けられており、２ａは支持環、８１５は静翼１２ａの内周のロータディスク３３とのシール部に設けられたリーフシール（薄板シール環）、８１５ａ，８１５ｂ，８１５ｃ，８１５ｄは前記ロータエンド部３４に４段に設けられたリーフシールである。
８１０は該リーフシール８１５ａ〜８１５ｄの高圧側である高圧室、８１１は低圧室である。
各リーフシールは、図３１に示すように、上記各実施形態と同様の基本構成を有し、薄板１１８が回転軸１１の周方向に多層に配置した構造となっている。該薄板１１８は、回転軸１１の回転方向に対して回転軸１１の周面となす角が鋭角となるように取付けられている。
本第１０実施形態においては、前記のようなリーフシール８１５の取付構造を次のように構成する。
即ち図２９において、８１０は高圧室、８１１は低圧室であり、この実施形態では前記高圧室８１０と低圧室８１１との間に４段のリーフシール８１５ａ，８１５ｂ，８１５ｃ，８１５ｄが装着されている。
各段のリーフシールは、図３１と同様、高圧側側板１４、低圧側側板１３及びケーシング１２からなる支持環２ａに、軸方向幅の異なる薄板１１８ａ，１１８ｂ，１１８ｃ，１１８ｄを装着してなる。即ち高圧室８１０寄りの第１段リーフシール８１５ａには軸方向幅Ｌ１なる薄板１１８ａ、第２段リーフシール８１５ｂには軸方向幅Ｌ２なる薄板１１８ｂ、第３段リーフシール８１５ｃには軸方向幅Ｌ３なる薄板１１８ｃ、第４段リーフシール８１５ｄには軸方向幅Ｌ４なる薄板１１８ｄがそれぞれ固着されている。
そして、前記各薄板１１８ａ〜１１８ｄの軸方向幅Ｌは、次の（３）式によって設定する。
Ｌ＝ｋ（Ｐｉ２−Ｐｉ＋１２）Ｇ …（３）
ここで、Ｇ＝各段の流体（ガス）漏れ流量（重量流量）、Ｐｉ＝各段の高圧側の圧力、Ｐｉ＋１＝各段の低圧側の圧力、ｋ＝係数である。
従って、図３２に示すように、高圧室８１０の圧力がＰ０（この例ではＰ０＝３６ｋｇ／ｃｍ２ｆ）、低圧室１１の圧力がＰａ（この例ではＰａ＝１ｋｇ／ｃｍ２ｆ）、各段間の圧力がＰ１（２８ｋｇ／ｃｍ２ｆ）、Ｐ２（２０ｋｇ／ｃｍ２ｆ）、Ｐ３（１１ｋｇ／ｃｍ２ｆ）であるとき、これらの圧力値及び漏れ流量Ｇを上記（３）式に代入して、各段のリーフシール８１５ａ〜８１５ｄにおける薄板１１８ａ〜１１８ｄの幅を設定する。
これにより、高圧室８１０の圧力Ｐ０から低圧室８１１の圧力Ｐａまで低下させるのに必要なリーフシール（８１５ａ〜８１５ｄ）の段数及び薄板１１８ａ〜１１８ｄの幅Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を求めることができる。
即ち、この実施形態においては、各段のリーフシール８１５ａ〜８１５ｄを構成する薄板１１８ａ，１１８ｂ，１１８ｃ，１１８ｄの幅Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を、高圧室８１０寄りの第１段で最大とし、順次小さくして第４段で最小となるように設定し（即ち、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３＞Ｌ４）、これにより、高圧室８１０内の圧力Ｐ０＝３６ｋｇ／ｃｍ２ｆから所要の低圧室８１１内圧力Ｐａ＝１ｋｇ／ｃｍ２ｆ（大気圧）まで低下させている。
即ち、本実施形態によれば、リーフシールを複数段設けて、各段の薄板１１８ａ〜１１８ｄの軸方向幅を、各段における差圧（Ｐｉ−Ｐｉ＋１）及び流体漏れ量Ｇの双方の関連を示す（３）式によって設定することにより、高圧室８１０内の流体（ガス）の低圧室８１１側への漏れ量を最少値に抑えることができる。
なお、前記リーフシールは複数段であればよく、また薄板の軸方向幅は同一でも各段の幅が不等幅でもよい（必ずしもＬ１＞Ｌ２＞Ｌ３…でなくても良い）。
【００１５】
第１１実施形態
以下、本発明の第１１実施形態としてのリーフシールの構成を説明する。
図３３は本実施形態に係るリーフシール９１５の要部構造図である。
この実施形態においては、リーフシール９１５の薄板１８を、円周方向において複数箇所（６箇所程度が好適）において、根元部８１を残し自由変形部分を除去して、この部分の薄板８の円周方向ピッチを他の部位よりも大きく形成して、該部に逃がし通路４０を形成する。
この場合、前記薄板１８間の隙間１９の幅が通常０．０１ｍｍ程度に対して、該逃がし通路４０の幅は０．１ｍｍ程度とするのが好ましい。
かかる実施形態によれば、リーフシール９１５の高圧側と低圧側との差圧が増大しようとする際において、高圧側の圧力の一部が円周方向複数箇所に形成された逃がし通路４０を通って低圧側に開放され、これによって差圧の増大が回避され、かかる差圧の増大による薄板１８の破損の発生が防止される。
【００１６】
第１２実施形態
以下、本発明の第１２実施形態としてのリーフシールの構成を説明する。
図３４は本実施形態を示すリーフシールの部分構造図である。
この実施形態においては、リーフシール７１５を構成する薄板１８を複数枚（５０〜１００枚程度が好ましい）を１ブロック（単位セグメント）とし、これら１ブロックの薄板８を、図３４に示すように、薄板１８よりも充分に厚肉の主リーフ６２０に固定したブロック体を円周方向に複数個連設し、接続している。主リーフ６２０は、該薄板１８の正面形状に近似したリーフ部６２０ａと、該リーフ部６２０ａの内周側に連設され、回転軸１１の外周面と微小間隙６２０ｃを介して配置されたスカート部６２０ｂとよりなる。
該各ブロック体の外周側はケーシング（図示略）にろう付け（１５はろう付部）を施している。
本実施形態によれば、薄板１８の複数枚を１ブロックとして主リーフ６２０によって支持することにより、リーフシール７１５の剛性が増大し、高圧部と低圧部との差圧が大きい場合や捩り荷重が作用する場合であっても、薄板１８の破損を生ずることなく、流体シールを実現できる。
また、主リーフ６２０のスカート部６２０ｂの内周と回転軸の外周との間を前記差圧と動圧効果によって非接触とすることができる。
以上説明した上記各実施形態においては、本発明による軸シール（装置）を主として回転軸の静翼に取り付けた例を説明したが、本発明の実施形態はこれに限らず、例えば前掲図２に対応する図３５に示すように、本発明による軸シールを、圧縮機吐出部位置（即ち、リーフシール１０１０）、または中間軸位置（即ち、リーフシール１０２０）に設けても良い。
また、図３５の回転軸１１は詳細には二重構造となっており、蒸気入口１０５０から内管１１Ｃ内に供給された冷却蒸気は、回転軸１１の動翼内の流路を流れ、動翼の熱を奪って冷却し、蒸気出口１０６０より排出される。この部分の拡大断面図を図３６Ａに示す。
図３６Ａにおいて、リブ１１Ｂは、回転軸１１と内管１１Ｃとの連結手段である。同図においては、本発明による軸シールを、図中１１００に示すような位置（同図では５カ所）に設けている。
その取り付けの様子を、図３６Ｂ（図３６Ａ中の破線Ｑで囲った部分の拡大図）に示す。同図に示すように、ケーシング１２に、低圧側側板１３、高圧側側板１４に挟まれた薄板１８群が取り付けられている。
ここで、回転軸１１と各軸シールとの隙間は１０〜２０μｍである。一方、従来型ラビリンスシールの場合は０．５〜１ｍｍの隙間があり、従って、上記リーフ型軸シールの場合は係る隙間からの漏れはほとんどなく、各薄板間基端部分の隙間から、蒸気の大半が層流流れとなって低圧段側に流れるので効率的である。
なお、ガスタービンの種類としては、燃焼ガスを利用してタービン軸を回転させて動力を得る一般的なガスタービンに加え、航空機用ガスタービンエンジン等を含んでいる。また、本発明は、水蒸気を利用する蒸気タービン等の流体機械にも利用可能である。
また、本発明に係る軸シールの配列方法や取り付け方法等の各特徴は、シール部材としてワイヤを用い、該ワイヤを環状体に植設して構成される従来のブラシシールについても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
図１Ａは、本発明の第１実施形態におけるリーフシール（軸シール）の構成図であり、図１Ａはリーフシールの構成を示す斜視図、図１Ｂはリーフシールを構成する薄板群の断面図である。
図２は、本発明の実施形態による軸シールが取り付けられるガスタービンの概略構成図である。
図３は、第１実施形態の変形例によるリーフシールの構成を示す斜視図である。
図４Ａ〜４Ｃは、本発明の第２実施形態のリーフシールの構成図であり、図４Ａはリーフシールの構成を示す斜視図、図４Ｂはリーフシールを構成する薄板の断面図、図４Ｃは図４Ｂの要部拡大図である。
図５は、本発明の第３実施形態のリーフシールを構成する薄板の拡大図である。
図６Ａ〜６Ｃは、第３実施形態のリーフシール薄板先端部の傾斜面加工方法を示す図で、図６Ａは加工開始前の状態、図６Ｂは加工中の状態、図６Ｃは加工完了後の状態である。
図７Ａ及び７Ｂは、第３実施形態の浮力付与手段の別例を示す図であり、図７Ａはリーフシールの薄板の内周側先端部を示す拡大斜視図、図７Ｂは圧力分布を示す図である。
図８Ａ及び８Ｂは、第３実施形態の浮力付与手段の更に他の例を示す図であり、図８Ａはリーフシールの薄板の内周側先端部を示す拡大斜視図、図８Ｂは圧力分布を示す図である。
図９は、本発明の第４実施形態のリーフシールの構成を示す斜視図である。
図１０は、第４実施形態のリーフシールを構成する薄板の展開図である。
図１１は、第４実施形態の変形例によるリーフシールの構成を示す斜視図である。
図１２は、本発明の第５実施形態のリーフシールの構成を示す斜視図である。 図１３は、第５実施形態の、回転軸周りの側板と薄板との配置を示す断面図である。
図１４は、第５実施形態の変形例によるリーフシールの構成を示す斜視図である。
図１５は、本発明の第６実施形態のリーフシールの構成を示す斜視図である。 図１６Ａ、１６Ｂは、それぞれ第６実施形態の、環状体１８０の円弧状分割体の接合部例を示す図である。
図１７は、第６実施形態の変形例によるリーフシールの構成を示す斜視図である。
図１８Ａ、１８Ｂは、本発明の第７実施形態のリーフシールの構成図であり、図１８Ａはリーフシールの構成を示す斜視図、図１８Ｂはリーフシールを構成する薄板の断面図である。
図１９Ａ、１９Ｂは、第７実施形態の変形例によるリーフシールの構成図であり、図１９Ａはリーフシールの構成を示す斜視図、図１９Ｂはリーフシールを構成する薄板の断面図である。
図２０Ａ〜２０Ｃは、本発明の第８実施形態のリーフシールの構成図であり、図２０Ａはリーフシールの構成を示す斜視図、図２０Ｂはリーフシールを構成する薄板の断面図、図２０Ｃは図２０Ｂ中のＤ−Ｄ面における断面図である。
図２１は、第８実施形態の変形例によるリーフシールの構成を示す斜視図である。
図２２は、本発明の第９実施形態のリーフシールの構成を示す斜視図である。 図２３Ａ〜２３Ｄは、図２２に示す薄板の構成を示す図であって、図２３Ａは薄板の平面図、図２３Ｂは、図２３ＡのＢ−Ｂ矢視断面図、図２３Ｃは、図２３Ａに示す薄板と突起位置の異なる薄板の平面図、図２３Ｄは、図２３ＣのＣ−Ｃ矢視断面図である。
図２４は、図２３Ａおよび図２３Ｃに示す薄板を交互に重ねた状態を示す側面図である。
図２５は、図２２に示す環状体を構成する円弧状分割体に薄板が固定された状態を示す斜視図である。
図２６は、第９実施形態において、薄板の先端を放電研磨するに先だち、治具を使用して図２５に示す円弧状分割体を環状に構成した状態を示す平面図である。
図２７Ａは、第９実施形態の変形例としてのリーフシール薄板の要部断面図であり、図２７Ｂは、更に別の変形例としてのリーフシール薄板の要部断面図である。
図２８は、第９実施形態の更に別の変形例によるリーフシールの構成を示す斜視図である。
図２９は、本発明の第１０実施形態の軸シール装置の回転軸心に沿う構成図である。
図３０は、上記軸シール装置を装備したガスタービンの回転軸部の要部構造図である。
図３１は、第１０実施形態のリーフシールの構成を示す斜視図である。
図３２は、第１０実施形態における作用説明図である。
図３３は、本発明の第１１実施形態に係るリーフシールの部分構造図である。 図３４は、本発明の第１２実施形態に係るリーフシールの部分構造図である。 図３５は、本発明の実施形態による軸シールが取り付けられるガスタービンの概略構成図である。
図３６Ａは、図３５の蒸気入口および出口近傍の拡大断面図、図３６Ｂは、図３６Ａ中の破線Ｑで囲った部分の拡大断面図である。
図３７Ａ、３７Ｂは、従来のブラシシールの一例を示す図であって、図３７Ａはブラシシールの断面図、図３７Ｂは、図３７ＡにおけるＢ−Ｂ矢視断面図である。
【符号の説明】
１１    回転軸
１１ａ    動翼
１２    ケーシング
１２ａ    静翼
１０    リーフシール（軸シール機構）
１３    低圧側側板
１４    高圧側側板
１５    ろう付け部
１８    薄板
１９    隙間
【図１Ａ】
0003692300.tif 000002
【図１Ｂ】
0003692300.tif 000003
【図２】
0003692300.tif 000004
【図３】
0003692300.tif 000005
【図４Ａ】
0003692300.tif 000006
【図４Ｂ】
0003692300.tif 000007
【図４Ｃ】
0003692300.tif 000008
【図５】
0003692300.tif 000009
【図６Ａ】
0003692300.tif 000010
【図６Ｂ】
0003692300.tif 000011
【図６Ｃ】
0003692300.tif 000012
【図７Ａ】
0003692300.tif 000013
【図７Ｂ】
0003692300.tif 000014
【図８Ａ】
0003692300.tif 000015
【図８Ｂ】
0003692300.tif 000016
【図９】
0003692300.tif 000017
【図１０】
0003692300.tif 000018
【図１１】
0003692300.tif 000019
【図１２】
0003692300.tif 000020
【図１３】
0003692300.tif 000021
【図１４】
0003692300.tif 000022
【図１５】
0003692300.tif 000023
【図１６Ａ】
0003692300.tif 000024
【図１６Ｂ】
0003692300.tif 000025
【図１７】
0003692300.tif 000026
【図１８Ａ】
0003692300.tif 000027
【図１８Ｂ】
0003692300.tif 000028
【図１９Ａ】
0003692300.tif 000029
【図１９Ｂ】
0003692300.tif 000030
【図２０Ａ】
0003692300.tif 000031
【図２０Ｂ】
0003692300.tif 000032
【図２０Ｃ】
0003692300.tif 000033
【図２１】
0003692300.tif 000034
【図２２】
0003692300.tif 000035
【図２３Ａ】
0003692300.tif 000036
【図２３Ｂ】
0003692300.tif 000037
【図２３Ｃ】
0003692300.tif 000038
【図２３Ｄ】
0003692300.tif 000039
【図２４】
0003692300.tif 000040
【図２５】
0003692300.tif 000041
【図２６】
0003692300.tif 000042
【図２７Ａ】
0003692300.tif 000043
【図２７Ｂ】
0003692300.tif 000044
【図２８】
0003692300.tif 000045
【図２９】
0003692300.tif 000046
【図３０】
0003692300.tif 000047
【図３１】
0003692300.tif 000048
【図３２】
0003692300.tif 000049
【図３３】
0003692300.tif 000050
【図３４】
0003692300.tif 000051
【図３５】
0003692300.tif 000052
【図３６Ａ】
0003692300.tif 000053
【図３６Ｂ】
0003692300.tif 000054
【図３７Ａ】
0003692300.tif 000055
【図３７Ｂ】
0003692300.tif 000056