(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボ機械（１００）のシーリング組立体（１３０／１３２）であって、前記ターボ機械が、回転軸の周りで回転する回転要素（１４０）と固定部分（１０８／１１０／１１４／１１６）とを含んでいて、前記回転要素の端部分（１５２）が、前記固定部分によって規定されたロータシャフトキャビティ（１５０）の少なくとも一部分を通って延在しており、前記シーリング組立体（１３０／１３２）が、前記回転要素の端部分に形成されたシーリング要素（１５４）を含んでおり、前記シーリング要素が、前記回転要素の外面（１５６）の一部分の周りで円周方向に部分的に延在する第１の溝（１５８）及び第２の溝（１５８）を含んでいて、第１の溝及び第２の溝の各々が円弧状であって回転軸と実質的に垂直であり、第１の溝が前記回転要素（１４０）の外面（１５６）の一部分（１７１）によって第２の溝から円周方向に隔てられている、シーリング組立体（１３０／１３２）。
【請求項２】
前記シーリング要素（１５４）が第１の円周方向溝列（１７２）を規定する、請求項１に記載のシーリング組立体（１３０／１３２）。
【請求項３】
前記シーリング要素（１５４）が、前記第１の円周方向溝列（１７２）と実質的に同一で平行である第２の円周方向溝列（１７４）を更に規定する、請求項２に記載のシーリング組立体（１３０／１３２）。
【請求項４】
前記第１の円周方向溝列（１７２）の溝（１５８）と、前記第２の円周方向溝列（１７４）の溝（１５８）とが互いに実質的に隣接していて、軸方向溝経路（１８０）を規定する、請求項３に記載のシーリング組立体（１３０／１３２）。
【請求項５】
前記シーリング要素（１５４）が更に、前記回転要素（１４０）の一部分によって規定される上流円周方向バンド（１８２）と、前記回転要素の一部分によって規定される下流円周方向バンド（１８４）とを含んでいる、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のシーリング組立体（１３０／１３２）。
【請求項６】
前記シーリング要素が第１のシーリング要素（１５４）であり、前記シーリング組立体が更に、前記ターボ機械（１００）の固定部分（１０８／１１０／１１４／１１６）に連結され、前記第１のシーリング要素の少なくとも一部分の周りで同心円状に延在する第２のシーリング要素（１６０）を含む、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のシーリング組立体（１３０／１３２）。
【請求項７】
前記第２のシーリング要素（１６０）は複数の傾斜歯（１６８）を含む、請求項６に記載のシーリング組立体（１３０／１３２）。
【請求項８】
ターボ機械（１００）であって、
回転軸の周りで回転する回転要素（１４０）であって、外面（１５６）を規定する端部分（１５２）を含む回転要素（１４０）と、
前記回転要素の周りに少なくとも部分的に延在する固定部分（１０８／１１０／１１４／１１６）であって、前記固定部分と前記回転要素とがそれらの間にロータシャフトキャビティ（１５０）を少なくとも部分的に規定し、前記回転要素の端部分が、前記ロータシャフトキャビティの少なくとも一部分を通って延在する固定部分（１０８／１１０／１１４／１１６）と、
請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載のシーリング組立体（１３０／１３２）であって、前記シーリング要素（１５４）が前記回転要素の端部分に形成されている、少なくとも１つのシーリング組立体（１３０／１３２）と
を含む、ターボ機械（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概してターボ機械に関し、より詳細には、ターボ機械のシーリング組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
既知のターボ機械は、規定流路を含む。例えば、少なくとも一部の既知の蒸気タービンエンジンは、各々がその中に蒸気経路の一部分を規定する、高圧（ＨＰ）タービン、中圧（ＩＰ）タービン及び／又は低圧（ＬＰ）タービンの少なくとも１つを含む。既知のターボ機械はまた、ケーシングを通って延在する回転可能、即ちロータシャフトを含む。蒸気経路内に又は蒸気経路から、そしてより高い圧力の領域からより低い圧力の領域へと蒸気漏れが発生する可能性があり、蒸気漏れは、２つの領域間の差圧の大きさに依存するものである。このような漏れは、タービンの作動効率に悪影響を及ぼすことがある。例えば、タービンのロータシャフトと周囲のタービンケーシングとの間に発生する蒸気経路漏れは、タービンの全体効率を低下させることがある。同様に、ロータシャフトと、隣接するタービンケーシング間を移行するケーシングの一部分との間の蒸気経路漏れもまた、タービン組立体の全体効率を低下させることがある。蒸気タービンの作動効率の低下は、徐々に、燃料費を増加させることになる。
【０００３】
流路漏れ量を減少させるために、少なくとも一部の既知のターボ機械は、シール等の流れ制限装置を使用している。流れ制限装置は、一般的に、流れがそこを通って漏れる可能性がある領域の外形寸法を縮小することによって、蒸気漏れ量を減少させる。例えば、ラビリンスシールは、大気への流れ漏れを最小限にするためにタービンケーシング間に配置できる。少なくとも一部の既知のラビリンスシールは、ロータシャフトを囲んだ複数の溝を備えて形成される。流れ漏れを減少させるべく、複数の固定シール歯と対向端部パッキンリングとの間の隙間を実質的に減少させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７００４４７５号明細書
【発明の概要】
【０００５】
しかし、既知のターボ機械内では、流れは高い軸流速度を有するので、溝を通って「横滑り」し、ラビリンスシールの効果を妨げることがある。
【０００６】
一実施形態において、ターボ機械のシーリング組立体の組立方法を提供する。方法は、複数の溝を備えた端部分を含む回転要素であって、複数の溝は回転要素の端部分の外面の一部分の周りで円周方向に部分的に延在する回転要素を設けるステップを含む。方法はまた、上部セクション及び下部セクションを含む固定部分を設けるステップを含む。方法は、回転要素の端部分の少なくとも一部分を下部セクションに挿入するステップを更に含む。方法はまた、上部セクションを下部セクションと連結することによって、ロータシャフトキャビティを規定するステップを含む。回転要素の端部分は、少なくとも部分的にロータシャフトキャビティを通って延在することによって、回転要素の端部分と固定部分との間の隙間を規定する。
【０００７】
別の実施形態において、ターボ機械のシーリング組立体を提供する。ターボ機械は、回転要素と固定部分とを含む。回転要素の端部分は、固定部分によって規定されたロータシャフトキャビティの少なくとも一部分を通って延在する。シーリング組立体は、回転要素の端部分にわたって形成されたシーリング要素を含む。シーリング要素は、回転要素の外面の一部分の周りで円周方向に部分的に延在する複数の溝を規定する。
【０００８】
更なる実施形態において、ターボ機械を提供する。ターボ機械は、外面を規定する端部分を含む回転要素を含む。ターボ機械はまた、回転要素の周りに少なくとも部分的に延在する固定部分であって、固定部分と回転要素とがそれらの間にロータシャフトキャビティを少なくとも部分的に規定するようになっている固定部分を含む。回転要素の端部分は、ロータシャフトキャビティの少なくとも一部分を通って延在する。ターボ機械は、少なくとも１つのシーリング組立体を更に含む。シーリング組立体は、回転要素の端部分にわたって形成されたシーリング要素を含む。シーリング要素は、回転要素の端部分の外面の一部分の周りで円周方向に延在する複数の溝を規定する。
【０００９】
本明細書に記載の実施形態は、添付図面と併せて以下の説明を参照することによってより明確に理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】例示的な対向流蒸気タービンエンジンの断面概略図である。
【図２】図１の蒸気タービンエンジンで使用される例示的な高圧（ＨＰ）セクションの一部分の断面概略図である。
【図３】図２のＨＰセクションで使用されるシーリング組立体の一部分の線３−３に沿った斜視図である。
【図４】図３のシーリング組立体の一部分の斜視図である。
【図５】図３及び４のシーリング組立体を組み立てる際に使用される例示的な方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本明細書に記載の例示的な方法、装置、及びシステムは、ターボ機械から外部の大気環境への流体漏れを伴って作動することがある既知のターボ機械に付随する少なくとも一部の欠点を克服する。本明細書に記載の実施形態は、ターボ機械からの流体漏れを実質的に減少させることでタービン性能の向上を促進する、ターボ機械のシーリング組立体を提供する。より詳細には、本明細書に記載のシーリング組立体は、ターボ機械の回転要素、例えば蒸気タービンエンジンのロータシャフトで見られる回転要素上に規定される複数の断続的シール溝を含むラビリンスシールである。
【００１２】
図１は、高圧（ＨＰ）セクション１０２及び中圧（ＩＰ）セクション１０４を含む例示的な対向流蒸気タービンエンジン１００の断面概略図を示す。図１は例示的な蒸気タービンエンジンを説明しているが、本明細書に記載のシーリング組立体及び方法は、いずれか１つの特定のタービンエンジンに限定されるものではないことに留意されたい。本発明が、このような装置及び方法を可能にする任意の適切な構成において、ガスタービンエンジンを含む任意のターボ機械で使用できることは、当業者には理解されよう。
【００１３】
例示的実施形態において、ＨＰシェル又はケーシング１０６は、それぞれ上半分セクション１０８及び下半分セクション１１０に軸方向に分割される。同様に、ＩＰシェル１１２は、それぞれ上半分セクション１１４及び下半分セクション１１６に軸方向に分割される。例示的実施形態において、シェル１０６及び１１２は内部ケーシングである。或いは、シェル１０６及び１１２は外部ケーシングであってもよい。ＨＰセクション１０２とＩＰセクション１０４との間に延在する中央セクション１１８は、高圧蒸気入口１２０及び中圧蒸気入口１２２を含む。ケーシング１０６及び１１２内では、ＨＰセクション１０２及びＩＰセクション１０４がそれぞれ、ジャーナル軸受１２６及び１２８によって支持される単一軸受スパンで配設される。また、例示的実施形態において、高圧（ＨＰ）シーリング組立体１３０は、ジャーナル軸受１２６の内側寄りに配置される。同様に、中圧（ＩＰ）シーリング組立体１３２は、ジャーナル軸受１２８の内側寄りに配置される。
【００１４】
環状セクション分割器１３４は、中央セクション１１８から回転要素１４０に向かって半径方向内向きに延在する。例示的実施形態において、回転要素１４０は、ＨＰセクション１０２とＩＰセクション１０４との間に延在するロータシャフトである。より詳細には、例示的実施形態において、分割器１３４は、第１のＨＰセクション入口ノズル１３６と第１のＩＰセクション入口ノズル１３８との間の回転要素１４０の一部分を囲む。分割器１３４は、パッキンケーシング１４４内に規定されたチャネル１４２に少なくとも部分的に挿入される。例示的実施形態において、チャネル１４２は、チャネル１４２の中心開口部（図１には図示せず）が半径方向外向きに面するように、パッキンケーシング１４４内に、且つパッキンケーシング１４４の外周の周りで半径方向に延在するＣ形チャネル１４２である。
【００１５】
作動中、高圧蒸気入口１２０は、蒸気源、例えば発電ボイラ（図１には図示せず）から高圧且つ高温蒸気を受け入れる。蒸気は、入口ノズル１３６からＨＰセクション１０２を通って案内され、そこで蒸気が要素１４０の回転を誘導する。例示的実施形態において、蒸気は、回転要素１４０に連結される複数のタービンブレード又はバケット（図１には図示せず）に当たる。例示的実施形態において、バケットの各セットは、関連するバケットへの蒸気の案内を促進するシーリング組立体（図１には図示せず）の近くに位置している。蒸気は、ＨＰセクション１０２から出て発電ボイラに戻され、そこで再加熱される。再熱蒸気は次に、ＩＰ蒸気入口１２２に送られ、ＨＰセクション１０２に入る蒸気よりも低い圧力だが、ＨＰセクション１０２に入る蒸気の温度とほぼ等しい温度でＩＰセクション１０４に戻される。仕事は、ＩＰセクション１０４において、ＨＰセクション１０２で使用されるのと実質的に同様の方式で蒸気から抽出される。従って、ＨＰセクション１０２内の作動圧力は、ＩＰセクション１０４内の作動圧力よりも高く、その結果、ＨＰセクション１０２内の蒸気は、ＨＰセクション１０２とＩＰセクション１０４との間に規定された漏れ経路を介してＩＰセクション１０４に向かって流れる傾向があるようになる。漏れ経路は、パッキンケーシング１４４を介して回転要素１４０に沿って軸方向に延在することになる。
【００１６】
例示的実施形態において、蒸気タービン１００は、対向流ＨＰ／ＩＰ蒸気タービンエンジンである。或いは、蒸気タービン１００は、低圧タービンを含むがこれに限定されるものではない他のタービンと共に使用してもよい。加えて、本発明は、対向流蒸気タービンで使用されることに限定されるものではなく、単流及び複流蒸気タービンエンジンを含むがこれに限定されるものではない任意の蒸気タービン構成で使用される。更に、上記のように、本発明は、蒸気タービンエンジンに使用されることだけに限定されるものではなく、ガスタービンエンジン等のその他のタービンシステムにおいて使用できる。
【００１７】
図２は、蒸気タービンエンジン１００（図１）で使用されるＨＰセクション１０２の一部分の断面概略図である。例示的実施形態において、ＨＰセクション１０２は、それぞれ、回転要素１４０の端部分、即ち、ロータシャフト端部１５２がそれを通って延在することができるロータシャフトキャビティ１５０を規定する上半分セクション１０８及び下半分セクション１１０を含む。ロータシャフト端部１５２、上半分セクション１０８、及び下半分セクション１１０は、ＨＰシーリング組立体１３０を形成する。例示的実施形態において、シーリング組立体１３０は、ロータシャフト端部１５２の周りで円周方向に延在する第１のシーリング要素１５４を含む。より詳細には、ロータシャフト端部１５２は半径方向外面１５６を規定し、第１のシーリング要素１５４は、外面１５６上に形成された複数の溝１５８を含む。更に、第１のシーリング要素１５４は、ロータシャフト端部１５２内に単一的に形成され、それと共に回転する。一部の実施形態では、半径方向外面１５６は、「ロータランド」と呼ばれる。第１のシーリング要素１５４は、以下でより詳細に説明する。
【００１８】
例示的実施形態において、シーリング組立体１３０は、上半分セクション１０８と下半分セクション１１０とに連結される第２のシーリング要素１６０を含む。より詳細には、第２のシーリング要素１６０は、上半分セクション１０８に連結される第１の部分１６２と、下半分セクション１１０に連結される第２の部分１６４とを含む。第２のシーリング要素１６０は、隙間１６５が第１のシーリング要素１５４と第２のシーリング要素１６０との間に規定されるように、第１のシーリング要素１５４の周りで実質的に同心円状に延在する。このようにして、第１のシーリング要素１５４と第２のシーリング要素１６０との間に、狭い、実質的に環状の流体流路１６６が規定される。
【００１９】
更に、例示的実施形態において、第２のシーリング要素１６０は複数の傾斜歯１６８を含む。或いは、第２のシーリング要素１６０は、本明細書に記載したようなシーリング組立体１３０の作動を可能にする任意の突起を含んでもよく、これには略直線歯が含まれるがこれに限定されるものではない。更に、例示的実施形態において、第１の部分１６２及び第２の部分１６４は、実質的に同様且つ対称的であり、その結果、上半分セクション１０８と下半分セクション１１０とが互いに連結された時に、傾斜歯１６８が実質的に円形に配設され、第１のシーリング要素１５４の周りで実質的に同心円状に延在するようになる。
【００２０】
例示的実施形態において、上半分セクション１０８及び下半分セクション１１０は、ＨＰセクション１０２内に流体空間１６７を規定する。蒸気エンジン１００（図１）のＨＰセクション１０２内で一般的に使用される作動流体はＨＰ蒸気であるため、本明細書において流体空間１６７は蒸気空間１６７と呼ばれ、流体流路１６６は蒸気流路１６６と呼ばれる。矢印１６９は、流体流路１６６を通って低圧環境１７０に案内される時の蒸気流の方向を示す。一部の実施形態では、低圧環境１７０はほぼ大気圧である。
【００２１】
図３は、シーリング組立体１３０の一部分の線３−３（図２）に沿った斜視図である。具体的には、図３は、ロータシャフト端部１５２（図２）の半径方向外面１５６の周りで円周方向に延在する第１のシーリング要素１５４の一部分を示している。図３に示すように、例示的実施形態において、溝１５８はロータシャフト端部１５２上に断続的に規定される。
【００２２】
例示的実施形態において、第１の所定長さＬ1を有する第１の溝１５８は、ロータシャフト端部１５２の半径方向外面１５６の一部分に機械加工される。更に、例示的実施形態において、第２の所定長さＬ2を有する第２の溝１５８もまた、半径方向外面１５６の一部分に機械加工される。第１の所定長さＬ1及び第２の所定長さＬ2は同じ長さであっても、異なる長さであってもよい。
【００２３】
例示的実施形態において、各溝１５８は、約１０°の円周長さを有し、約５°の長さを有する半径方向外面１５６の第１の溝間部分１７１によって各々の半径方向に隣接する溝１５８から隔てられる。このように、例示的実施形態において、第１のシーリング要素１５４は、２４個の溝１５８と２４個の第１の溝間部分１７１とを含み、これらは第１の円周方向列１７２、第２の円周方向列１７４、及び同様に第ｎの円周方向列１７６に延在する。より詳細には、例示的実施形態において、ｎ＝９であり、各々の円周方向列１７２〜１７６は実質的に同様である。更に、例示的実施形態において、列１７２及び１７４〜列１７６は、互いに実質的に平行である。或いは、半径方向外面１５６は、本明細書に記載したようなシーリング組立体１３０の作動を可能にするように形成された、任意の数の列１７２〜１７６、任意の数の溝１５８、及び／又は任意の数の溝間部分１７１を備えて形成してもよい。
【００２４】
また、例示的実施形態において、溝１５８は、断続的なフライス加工によって形成される。断続的なフライス加工中、蒸気タービンの製造及び組立ではよくあるように、連続溝のためにロータシャフト材料が取り除かれることはない。むしろ、フライス加工では、ロータシャフト材料は、溝１５８を規定するために断続的に取り除かれる。或いは、本明細書に記載したように溝１５８を規定できるその他のフライス及び／又は機械加工を使用してもよい。
【００２５】
更に、例示的実施形態において、円周方向列１７２〜１７６は、半径方向外面１５６の第２の溝間部分１７８内に複数の軸方向に隣接する溝１５８を規定する。より詳細には、例示的実施形態において、列１７２〜１７６は、各々が約１０°の長さＬ1及びＬ2の値を有する。軸方向に隣接する溝１５８と第２の溝間部分１７８とは、軸方向溝流体流路１８０を規定する。更に、例示的実施形態において、円周方向列１７２〜１７６は、各々の軸方向に隣接する溝流体流路１８０を隔てる実質的に軸方向に連続する第１の溝間部分１７１を規定する。
【００２６】
また、例示的実施形態において、第１のシーリング要素１５４は、上流円周方向バンド１８２及び下流円周方向バンド１８４を含む。より詳細には、例示的実施形態において、バンド１８２及び１８４は各々、半径方向外面１５６によって規定される。
【００２７】
図４は、第１のシーリング要素１５４の斜視図である。例示的実施形態において、蒸気タービンエンジン１００（図１）の作動中、高圧蒸気１８６が蒸気空間１６７内に案内される。高圧蒸気１８６は蒸気空間１６７を加圧し、ロータシャフト端部１５２の回転を誘導する。更に、作動中、蒸気空間１６７から低圧環境１７０への蒸気流１６９が発生することがある。
【００２８】
作動中、蒸気１８６の蒸気空間１６７への噴射後、蒸気１８６は、蒸気流矢印１６９によって示すように、第１のシーリング要素１５４に向かって案内される。蒸気流１６９は、バンド１８２と傾斜歯１６８（図２）との間の蒸気流路１６６内に案内され、そこで蒸気流１６９は、上流円周方向バンド１８２を横切って「横滑り」する。蒸気流１６９は、溝１５８の第１の円周方向列１７２内に案内される。溝１５８は蒸気流１６９の少なくとも一部分を閉じ込めることによって、その中に乱流１８８を誘発する。乱流１８８は、蒸気流１６９内の運動エネルギーを減少させ、それによって蒸気流１６９が第２の円周方向列１７４に向かって軸方向に移動し続ける可能性を削減する。また、溝１５８内に閉じ込められた蒸気１６９は、蒸気流１６９に対する抵抗力を増加させることによって、蒸気流１６９を更に減少させる圧力障壁の形成を誘導する。更に、ロータシャフト端部１５２の回転により、溝１５８内に閉じ込められた蒸気内に接線方向運動量を誘起し、蒸気が溝１５８から出て第１の溝間部分１７１に向かうのを促進することによって、接線方向蒸気流１９０を形成する。接線方向蒸気流１９０は、第１の溝間部分１７１を横切る軸方向蒸気流１６９を減少させる。更に、傾斜歯１６８と第１のシーリング要素１５４との間に規定された比較的小さな隙間１６５もまた、軸方向蒸気流１６９を制限する。
【００２９】
それに続く円周方向列１７４〜１７６は、各々の軸方向に隣接する溝流体流路１８０を介して上記の軸方向蒸気流１６９を更に減少させることによって、蒸気の軸流速度を大幅に減少させると共に、蒸気が第１のシーリング要素１５４に沿ってシーリング組立体１３０内を「横滑り」する可能性を削減する。シーリング組立体１３０に入る蒸気流１６９は、円周方向列１７２〜１７６が上記のように作動するにつれて実質的に減少する。その結果、低圧環境１７０へ漏れ出る蒸気流１６９は、最初にシーリング組立体１３０に入る蒸気流１６９と比べて減少が促進される。更に、シーリング組立体１３０の定常状態運転中にシーリング組立体１３０を通過する蒸気流１６９は、既知のラビリンスシールと比べて減少が促進される。蒸気流１６９の減少により、蒸気タービンエンジン１００（図１）の全体効率の向上を促進することによって、付随する燃料費の削減を促進する。
【００３０】
例示的な実施形態は高圧タービンのシーリング組立体１３０の作動を説明しているが、中圧タービン及び低圧タービンにおけるシーリング組立体１３０、例えばシーリング組立体１３２（図１）の作動も実質的に同様であることになる。
【００３１】
図５は、シーリング組立体、例えば蒸気タービンエンジン１００（図１）等のターボ機械のシーリング組立体１３０（図１〜４）を組み立てる例示的な方法２００を示すフローチャートである。例示的実施形態において、まず初めに、回転要素１４０が設けられる（ステップ２０２）。回転要素１４０は、端部分、例えばロータシャフト端部１５２（共に図２）を含む。また、例示的実施形態において、複数の溝１５８（図２及び３）は、回転要素１４０のロータシャフト端部１５２の外面１５６（共に図２）の一部分の周りで円周方向に部分的に延在する。更に、固定部分、例えばＨＰシェル１０６（図１）が設けられる（ステップ２０４）。ＨＰシェル１０６は、上部セクション、例えばＨＰ上半分セクション１０８と、下部セクション、例えばＨＰ下半分セクション１１０（共に図１及び２）とを含む。更に、例示的実施形態において、回転要素１４０のロータシャフト端部１５２の少なくとも一部分が、ＨＰ下半分セクション１１０に挿入される（ステップ２０６）。また、例示的実施形態において、ＨＰ上半分セクション１０８がＨＰ下半分セクション１１０に連結される（ステップ２０８）ことによって、ロータシャフトキャビティ１５０（図２）を規定し、回転要素１４０のロータシャフト端部１５２が少なくとも部分的にロータシャフトキャビティ１５０を通って延在することによって、回転要素１４０のロータシャフト端部１５２とＨＰシェル１０６との間に隙間を規定する。
【００３２】
本明細書に示された実施形態は、ターボ機械の作動の向上を促進すると共に、既知のシーリング組立体と比べてより強固なターボ機械シール組立体構造を提供する。具体的には、本明細書に記載の実施形態は、ターボ機械から外部の大気環境への流体漏れを伴って作動することがある既知のターボ機械に付随する欠点を克服するものである。より詳細には、本明細書に記載の実施形態は、ターボ機械からの流体漏れを実質的に減少させ、更にはタービン性能を向上させる、ターボ機械のシーリング組立体を提供する。
【００３３】
上述したものは、蒸気タービンエンジンの組立及び作動を促進する方法及び装置の例示的実施形態である。具体的には、本明細書に記載の実施形態は、最も知られているラビリンス式シーリング装置よりもより強固なターボ機械シーリング組立体構造を提供する。より詳細には、本明細書に記載のシーリング組立体は、ターボ機械の回転要素、例えば蒸気タービンエンジンのロータシャフトで見られる回転要素上に規定された複数の断続的シール溝を含むラビリンスシーリング組立体を使用する。また、より詳細には、本明細書に記載の断続的シール溝は、シーリング組立体内で軸流から接線流への変換を促進する圧力障壁を形成することによって、ターボ機械からの流体漏れの実質的な減少を促進する。更にまた、断続的シール溝の周りで円周方向に延在する複数の傾斜歯が、それを通る蒸気流を更に制限する。断続的シール溝は、回転要素の表面に沿って横滑りすることになる流れを途絶させる。このようにして、流れ漏れが実質的に減少する。加えて、本明細書に記載のシーリング組立体は、ターボ機械の効率の向上及び運転費の削減を促進する。
【００３４】
本明細書に記載の方法及びシステムは、本明細書に記載した特定の実施形態に限定されるものではない。例えば、各システムの構成部品及び／又は各方法のステップは、本明細書に記載したその他の構成部品及び／又はステップとは独立して別個に使用及び／又は実施できる。加えて、各構成部品及び／又はステップはまた、その他のシステム及び方法で使用及び／又は実施することもできる。
【００３５】
本発明を様々な特定の実施形態に関して説明したが、本発明を特許請求の範囲の技術的思想及び技術的範囲内での変更を加えて実施できることは、当業者には理解されるであろう。
【符号の説明】
【００３６】
１００  蒸気タービンエンジン
１０２  高圧（ＨＰ）セクション
１０４  中圧（ＩＰ）セクション
１０６  ＨＰシェル（ケーシング）
１０８  ＨＰ上半分セクション（内部ケーシング）
１１０  ＨＰ下半分セクション（内部ケーシング）
１１２  ＩＰシェル（ケーシング）
１１４  ＩＰ上半分セクション（内部ケーシング）
１１６  ＩＰ下半分セクション（内部ケーシング）
１１８  中央セクション
１２０  高圧（ＨＰ）蒸気入口
１２２  中圧（ＩＰ）蒸気入口
１２６  ジャーナル軸受
１２８  ジャーナル軸受
１３０  高圧（ＨＰ）シーリング組立体
１３２  中圧（ＩＰ）シーリング組立体
１３４  セクション分割器
１３６  第１のＨＰセクション入口ノズル
１３８  第１のＩＰセクション入口ノズル
１４０  回転要素
１４２  チャネル
１４４  パッキンケーシング
１５０  ロータシャフトキャビティ
１５２  ロータシャフト端部
１５４  第１のシーリング要素
１５６  半径方向外面
１５８  溝
１６０  第２のシーリング要素
１６２  第２のシーリング要素の第１の部分
１６４  第２のシーリング要素の第２の部分
１６５  隙間
１６６  蒸気（流体）流路
１６７  蒸気（流体）空間
１６８  傾斜歯
１６９  蒸気流の矢印
１７０  低圧環境
１７１  半径方向外面の第１の溝間部分
１７２  第１の円周方向列
１７４  第２の円周方向列
１７６  第ｎの円周方向列
１７８  半径方向外面の第２の溝間部分
１８０  軸方向に隣接する溝流体流路
１８２  上流円周方向バンド
１８４  下流円周方向バンド
１８６  蒸気
１８８  乱流
１９０  接線方向蒸気流
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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