(57)【要約】【課題】流体の漏れ量を抑制する。【解決手段】ラビリンスシール３０は、高圧側Ｘ１段差部（昇段構造段差部４１）と、低圧側Ｘ２段差部（降段構造段差部４２）と、低圧側Ｘ２段差部（降段構造段差部４２）よりも低圧側Ｘ２に配置される第３フィン５３と、環状溝７０と、を備える。環状溝７０は、高圧側Ｘ１段差部（昇段構造段差部４１）よりも低圧側Ｘ２かつ第３フィン５３よりも高圧側Ｘ１の領域の少なくとも一部に配置される。【選択図】図２
2018063006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材と、
前記第１部材に対向する第２部材と、
前記第１部材と前記第２部材との間に形成され、前記第１部材と前記第２部材とが対向する方向に直交する方向である流れ方向に高圧側から低圧側に流体が流れるように構成される隙間と、
を備える回転機械に設けられるラビリンスシールであって、
前記第１部材と前記第２部材とが対向する方向である対向方向において、前記第２部材から前記第１部材に向かう側を対向方向一方側とし、
対向方向において、前記第１部材から前記第２部材に向かう側を対向方向他方側とし、
前記第２部材の対向方向一方側部分に形成される段差部と、
前記第１部材の対向方向他方側部分から対向方向他方側に延びるフィンと、
前記第２部材の対向方向一方側部分に形成される環状溝と、
を備え、
前記段差部は、
高圧側に面する昇段構造段差部と、
低圧側に面する降段構造段差部と、
を備え、
前記昇段構造段差部および前記降段構造段差部のうち高圧側に配置される方を高圧側段差部とし、低圧側に配置される方を低圧側段差部とし、
前記フィンは、
前記高圧側段差部よりも高圧側に配置される第１フィンと、
前記高圧側段差部よりも低圧側かつ前記低圧側段差部よりも高圧側に配置される第２フィンと、
前記低圧側段差部よりも低圧側に配置される第３フィンと、
を備え、
前記環状溝は、前記高圧側段差部よりも低圧側かつ前記第３フィンよりも高圧側の領域の少なくとも一部に配置される、
ラビリンスシール。
【請求項２】
請求項１に記載のラビリンスシールであって、
対向方向および流れ方向それぞれに直交する方向から見た前記環状溝の底部の断面は、対向方向他方側に突出する弧状である、
ラビリンスシール。
【請求項３】
請求項１または２に記載のラビリンスシールであって、
前記環状溝は、前記環状溝の高圧側部分および低圧側部分の少なくともいずれかに設けられる傾斜部を備え、
前記傾斜部の対向方向他方側端部は、前記傾斜部の対向方向一方側端部よりも、流れ方向における前記環状溝の中心側に配置される、
ラビリンスシール。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のラビリンスシールであって、
前記昇段構造段差部よりも低圧側の前記フィンのうち前記昇段構造段差部に最も近いものを高段部側フィンとしたとき、
前記環状溝は、前記昇段構造段差部よりも低圧側かつ前記高段部側フィンよりも高圧側の領域の少なくとも一部に配置される高段部環状溝を備える、
ラビリンスシール。
【請求項５】
請求項４に記載のラビリンスシールであって、
前記昇段構造段差部と、前記高段部環状溝の対向方向一方側端部かつ低圧側端部と、の流れ方向における距離をＬａ、
前記昇段構造段差部と、前記高段部側フィンの先端部かつ高圧側端部と、の流れ方向における距離をＧａ、
前記高段部側フィンの先端部での流れ方向の幅をＴａ、
としたとき、０＜Ｌａ／Ｇａ＜１．２＋Ｔａ／Ｇａ、を満たす、
ラビリンスシール。
【請求項６】
請求項５に記載のラビリンスシールであって、
０．６＜Ｌａ／Ｇａ＜１．２＋Ｔａ／Ｇａ、を満たす、
ラビリンスシール。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか１項に記載のラビリンスシールであって、
前記昇段構造段差部の対向方向における幅をＨａ、
前記高段部環状溝の対向方向における幅をＤａ、
としたとき、０．６＜Ｄａ／Ｈａ、を満たす、
ラビリンスシール。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のラビリンスシールであって、
前記降段構造段差部よりも低圧側の前記フィンのうち前記降段構造段差部に最も近いものを低段部側フィンとしたとき、
前記環状溝は、前記降段構造段差部よりも低圧側かつ前記低段部側フィンよりも高圧側の領域の少なくとも一部に配置される低段部環状溝を備える、
ラビリンスシール。
【請求項９】
請求項８に記載のラビリンスシールであって、
前記降段構造段差部と、前記低段部側フィンの先端部と、の流れ方向における距離をＧｂ、
前記降段構造段差部と、前記低段部環状溝の対向方向一方側端部かつ低圧側端部と、の流れ方向における距離をＬｂ、
としたとき、０．７８＜Ｇｂ／Ｌｂ＜１．１４、を満たす、
ラビリンスシール。
【請求項１０】
請求項８または９に記載のラビリンスシールであって、
前記低段部環状溝は、前記降段構造段差部の位置から低圧側へ形成される、
ラビリンスシール。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載のラビリンスシールであって、
前記環状溝よりも低圧側の前記フィンのうち前記環状溝に最も近いものを低圧側フィンとしたとき、
前記低圧側フィンの先端部は、前記低圧側フィンの基端部よりも高圧側に配置される、
ラビリンスシール。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のラビリンスシールであって、
前記昇段構造段差部は、前記高圧側段差部であり、
前記降段構造段差部は、前記低圧側段差部である、
ラビリンスシール。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載のラビリンスシールであって、
前記降段構造段差部は、前記高圧側段差部であり、
前記昇段構造段差部は、前記低圧側段差部である、
ラビリンスシール。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１項に記載のラビリンスシールであって、
前記昇段構造段差部、前記降段構造段差部、前記フィン、および前記環状溝を備える構造は、流れ方向に並んで複数配置される、
ラビリンスシール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラビリンスシールに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１、２に従来のラビリンスシールが開示されている。このラビリンスシールは、回転機械を構成する２つの部材（例えば回転体と静止体）の間の隙間から流体が漏れることを抑制するものである。特許文献２の図７に記載のラビリンスシールは、段差部と、複数のフィンと、を備えている。この構成により、複数のフィンの間の空間に渦を発生させ、流体のエネルギー損失を生じさせることで、流体の漏れ量を抑制することが図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０−９８１９６号公報
【特許文献２】特開２０１５−１０８３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献２の図７には、２つの大きい渦と、２つの小さい渦と、が記載されている。大きい渦に比べ、小さい渦では、流体のエネルギー損失の効果が小さい。そのため、流体の漏れ量を十分に抑制できないおそれがある。
【０００５】
そこで本発明は、流体の漏れ量を抑制できるラビリンスシールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のラビリンスシールは、回転機械に設けられる。前記回転機械は、第１部材と、第２部材と、隙間と、を備える。第２部材は、前記第１部材に対向する。隙間は、前記第１部材と前記第２部材との間に形成され、前記第１部材と前記第２部材とが対向する方向に直交する方向である流れ方向に高圧側から低圧側に流体が流れるように構成される。前記第１部材と前記第２部材とが対向する方向である対向方向において、前記第２部材から前記第１部材に向かう側を対向方向一方側とする。対向方向において、前記第１部材から前記第２部材に向かう側を対向方向他方側とする。ラビリンスシールは、段差部と、フィンと、環状溝と、を備える。前記段差部は、前記第２部材の対向方向一方側部分に形成される。前記フィンは、前記第１部材の対向方向他方側部分から対向方向他方側に延びる。前記環状溝は、前記第２部材の対向方向一方側部分に形成される。前記段差部は、高圧側に面する昇段構造段差部と、低圧側に面する降段構造段差部と、を備える。前記昇段構造段差部および前記降段構造段差部のうち高圧側に配置される方を高圧側段差部とし、低圧側に配置される方を低圧側段差部とする。前記フィンは、第１フィンと、第２フィンと、第３フィンと、を備える。前記第１フィンは、前記高圧側段差部よりも高圧側に配置される。前記第２フィンは、前記高圧側段差部よりも低圧側かつ前記低圧側段差部よりも高圧側に配置される。前記第３フィンは、前記低圧側段差部よりも低圧側に配置される。前記環状溝は、前記高圧側段差部よりも低圧側かつ前記第３フィンよりも高圧側の領域の少なくとも一部に配置される。
【発明の効果】
【０００７】
上記構成により、流体の漏れ量を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態の回転機械を示す断面図である。
【図２】図１に示すラビリンスシール３０などを示す断面図である。
【図３】図２に示すラビリンスシール３０に関する寸法などを示す断面図である。
【図４】Ｌａ／Ｇａ（図３参照）と、漏れ量と、の関係を示すグラフである。
【図５】Ｄａ／Ｈａ（図３参照）と、漏れ量と、の関係を示すグラフである。
【図６】Ｇｂ（図３参照）と、漏れ量と、の関係を示すグラフである。
【図７】第２実施形態の図２相当図である。
【図８】第３実施形態の図２相当図である。
【図９】第４実施形態の図２相当図である。
【図１０】第５実施形態の図２相当図である。
【図１１】第６実施形態の図２相当図である。
【図１２】第７実施形態の図２相当図である。
【図１３】第８実施形態の図２相当図である。
【図１４】第９実施形態のラビリンスシール９３０を示す断面図である。
【図１５】第１０実施形態の図１４相当図である。
【図１６】漏れ量の解析に用いた第１構造のラビリンスシールを示す断面図である。
【図１７】４種類の構造それぞれの漏れ量を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
図１〜図６を参照して、図１に示す第１実施形態の回転機械１について説明する。
【００１０】
回転機械１（流体機械、流体回転機械）は、例えば圧縮機であり、例えばターボ圧縮機などである。回転機械１は、例えば膨張機でもよく、例えば膨張タービンなどでもよい。回転機械１は、遠心式である。回転機械１は、静止体１０（第１部材）と、回転体２０（第２部材）と、隙間２５と、ラビリンスシール３０と、ラビリンスシール１３０と、を備える。静止体１０は、例えばケーシングである。静止体１０は、例えば、ケーシング内に配置され、ケーシングに固定される部材でもよい。
【００１１】
回転体２０は、静止体１０の内部に配置され、静止体１０に対して回転軸Ａ（中心軸）回りに回転する。回転体２０は、例えばインペラであり、例えばシュラウド付きインペラである。回転体２０は、静止体１０に対向する。回転体２０のうち、ラビリンスシール３０およびラビリンスシール１３０が設けられる部分は、静止体１０に対向する。
【００１２】
隙間２５は、図２に示すように、静止体１０と回転体２０との間に形成され、静止体１０の対向方向他方側Ｙ２（下記）部分と、回転体２０の対向方向一方側Ｙ１（下記）部分との間に形成される。流体が、隙間２５を流れることが可能である。流れ方向Ｘの高圧側Ｘ１から、流れ方向Ｘの低圧側Ｘ２に、隙間２５を流体が流れるように、隙間２５が構成される。図１に示すように、流れ方向Ｘは、回転軸Ａに直交する方向、または略直交する方向である。回転機械１が圧縮機の場合、高圧側Ｘ１は、回転軸Ａから遠い側（回転軸Ａを基準とした径方向外側）であり、低圧側Ｘ２は、回転軸Ａに近い側（回転軸Ａを基準とした径方向内側）である。回転機械１が膨張機の場合、高圧側Ｘ１は回転軸Ａに近い側であり、低圧側Ｘ２は回転軸Ａから遠い側である。以下では回転機械１が圧縮機の場合について説明する。静止体１０と回転体２０とが対向する方向を対向方向Ｙとする。対向方向Ｙは、流れ方向Ｘと直交する方向である。対向方向Ｙは、回転軸Ａの方向と等しい（またはほぼ等しい）。図２に示すように、対向方向Ｙにおいて、回転体２０から静止体１０に向かう側を対向方向一方側Ｙ１とし、静止体１０から回転体２０に向かう側を対向方向他方側Ｙ２とする。隙間２５のうち、第１フィン５１（下記）と第２フィン５２（下記）との間の領域（流れ方向Ｘにおける間の領域）を、昇段構造側の空間２５ａとする。隙間２５のうち、第２フィン５２と第３フィン５３（下記）との間の領域を、降段構造側の空間２５ｂとする。
【００１３】
ラビリンスシール３０は、高圧側Ｘ１から低圧側Ｘ２への、隙間２５での流体の漏れを抑制する。ラビリンスシール３０は、この漏れを抑制することで、回転機械１（図１参照）内での流体の循環を抑制する。ラビリンスシール３０は、静止体１０と回転体２０とを接触させることなく（非接触で）、流体の漏れ流れの量（以下、漏れ量ともいう）を抑制する装置である。ラビリンスシール３０は、段差部４０と、フィン５０と、環状溝７０と、を備える。
【００１４】
段差部４０は、回転体２０の対向方向一方側Ｙ１部分に形成される。段差部４０は、回転軸Ａ（図１参照）を中心とした環状（リング状）である。回転軸Ａと平行かつ回転軸Ａを含む平面での、回転機械１の断面を「回転軸断面」とする。回転軸断面は、対向方向Ｙおよび流れ方向Ｘそれぞれに直交する方向から見た断面である。図１および図２は、回転軸断面における回転機械１を示す図である。図２に示すように、回転軸断面において、段差部４０は、対向方向Ｙに延びる直線状である。すなわち、段差部４０は、回転軸Ａを中心とする環状の円筒状である。回転軸断面において、段差部４０は、対向方向Ｙに対して傾斜する直線状でもよい（図１０に示す降段構造段差部５４２を参照）。この場合、降段構造段差部５４２（図７参照）は、回転軸Ａ（図１参照）を中心とする環状の曲面状であって、回転軸Ａを中心とする円錐台の外周部を構成する曲面の形状である。回転軸断面において、段差部４０は、曲線状でもよい（図示なし）。この場合、段差部４０は、回転軸Ａを中心とする環状の曲面状である。回転軸Ａを中心とする環状である点は、図２に示すフィン５０および環状溝７０についても同様である。段差部４０は、昇段構造段差部４１と、降段構造段差部４２と、を備える。
【００１５】
昇段構造段差部４１は、高圧側Ｘ１に面する（向く）。昇段構造段差部４１の表面（段差表面）は、高圧側Ｘ１に面する。回転体２０のうち昇段構造段差部４１よりも高圧側Ｘ１の部分（高圧側低段部４６）よりも、回転体２０のうち昇段構造段差部４１よりも低圧側Ｘ２の部分（高段部４７）の方が、対向方向一方側Ｙ１に配置されるように、昇段構造段差部４１が構成される。昇段構造段差部４１は、高圧側低段部４６の低圧側Ｘ２端部につながれる。昇段構造段差部４１は、高段部４７の高圧側Ｘ１端部につながれる。
【００１６】
降段構造段差部４２は、低圧側Ｘ２に面する。降段構造段差部４２の表面は、低圧側Ｘ２に面する。降段構造段差部４２は、回転体２０のうち降段構造段差部４２よりも高圧側Ｘ１の部分（高段部４７）よりも、回転体２０のうち降段構造段差部４２よりも低圧側Ｘ２の部分（低圧側低段部４８）の方が、対向方向他方側Ｙ２に配置されるように構成される。降段構造段差部４２は、高段部４７の低圧側Ｘ２端部につながれる。降段構造段差部４２は、低段部環状溝７２（下記）を介して、低圧側低段部４８の高圧側Ｘ１端部につながれる。降段構造段差部４２は、低圧側低段部４８の高圧側Ｘ１端部につながれてもよい（図１１参照）（下記［位置ｂ２］の説明を参照）。
【００１７】
高圧側低段部４６（高圧側平面）は、回転体２０の対向方向一方側Ｙ１部分に形成される。回転軸断面において、高圧側低段部４６は、流れ方向Ｘに延びる直線状である。すなわち、高圧側低段部４６は、回転軸Ａ（図１参照）を中心とする環状の平面状である。回転軸断面において、高圧側低段部４６の全体または一部は、流れ方向Ｘに対して傾斜する直線または曲線でもよい。この場合、高圧側低段部４６は、回転軸Ａを中心とする環状の曲面状（例えば略平面状）である。
【００１８】
高段部４７（アップステップ部、中間段部、中間平面）は、高圧側低段部４６よりも低圧側Ｘ２に配置され、高圧側低段部４６よりも対向方向一方側Ｙ１に配置される。高段部４７の形状は、高圧側低段部４６の形状と同様である。例えば、高段部４７は、回転軸Ａ（図１参照）を中心とする環状の平面状である。
【００１９】
低圧側低段部４８（ダウンステップ部、低圧側平面）は、高段部４７よりも低圧側Ｘ２に配置され、高段部４７よりも対向方向他方側Ｙ２に配置される。低圧側低段部４８の形状は、高圧側低段部４６の形状と同様である。例えば、低圧側低段部４８は、回転軸Ａ（図１参照）を中心とする環状の平面状である。低圧側低段部４８の対向方向Ｙにおける位置は、高圧側低段部４６の対向方向Ｙにおける位置と同じでもよく、高圧側低段部４６よりも対向方向一方側Ｙ１でもよく、高圧側低段部４６よりも対向方向他方側Ｙ２でもよい。
【００２０】
（高圧側Ｘ１段差部および低圧側Ｘ２段差部）
昇段構造段差部４１および降段構造段差部４２のうち、高圧側Ｘ１に配置される方（本実施形態では昇段構造段差部４１）を「高圧側Ｘ１段差部」とし、低圧側Ｘ２に配置される方（本実施形態では降段構造段差部４２）を「低圧側Ｘ２段差部」とする。
【００２１】
フィン５０は、隙間２５を仕切る部分である。フィン５０は、隙間２５を完全には仕切らず、隙間２５を狭めるように配置される。フィン５０は、静止体１０の対向方向他方側Ｙ２部分から対向方向他方側Ｙ２に延び、回転体２０の対向方向一方側Ｙ１の面の近傍まで延びる。フィン５０は、静止体１０と一体的に設けられる。フィン５０は、静止体１０と別体でもよい。フィン５０は、高圧側Ｘ１から低圧側Ｘ２の順に、第１フィン５１と、第２フィン５２と、第３フィン５３と、を備える。
【００２２】
第１フィン５１（高圧側Ｘ１フィン）は、昇段構造段差部４１よりも高圧側Ｘ１に配置される。第１フィン５１は、高圧側低段部４６と対向方向Ｙに対向する位置に配置される。第１フィン５１の先端部（対向方向他方側Ｙ２端部）の対向方向Ｙにおける位置は、高段部４７の表面（対向方向一方側Ｙ１の面）の対向方向Ｙにおける位置よりも、対向方向他方側Ｙ２である。第１フィン５１の先端部と回転体２０との間には、対向方向Ｙの隙間δ１がある。
【００２３】
第２フィン５２（中間フィン）は、昇段構造段差部４１よりも低圧側Ｘ２、かつ、降段構造段差部４２よりも高圧側Ｘ１に配置される。第２フィン５２は、高段部４７と対向方向Ｙに対向する位置に配置され、環状溝７０（下記の高段部環状溝７１）と対向方向Ｙに対向する位置に配置されてもよい。第２フィン５２の先端部と回転体２０との間には、対向方向Ｙの隙間δ２がある。隙間δ２は、昇段構造側の空間２５ａからの流体の流出出口である。第２フィン５２は、高圧側Ｘ１の側面である高圧側側面５２ａと、低圧側Ｘ２の側面である低圧側側面５２ｂと、を備える。高圧側側面５２ａおよび低圧側側面５２ｂは、流れ方向Ｘに直交する面である。上記「直交」は、略直交を含む（以下同様）。
【００２４】
第３フィン５３（低圧側Ｘ２フィン）は、降段構造段差部４２よりも低圧側Ｘ２に配置される。第３フィン５３は、低圧側低段部４８と対向方向Ｙに対向する位置に配置され、環状溝７０（下記の低段部環状溝７２）と対向方向Ｙに対向する位置に配置されてもよい。第３フィン５３の先端部の対向方向Ｙにおける位置は、高段部４７の表面（対向方向一方側Ｙ１の面）の対向方向Ｙにおける位置よりも対向方向他方側Ｙ２である。このように、第３フィン５３および第１フィン５１それぞれの先端部と、高段部４７とが、対向方向Ｙにずれるように（いわば食い違いに）配置される。よって、流体が、フィン５０および段差部４０に当たらずに、流れ方向Ｘに流れること（吹き抜け）が抑制される。第３フィン５３の先端部と回転体２０との間には、対向方向Ｙの隙間δ３がある。隙間δ３は、降段構造側の空間２５ｂからの流体の流出出口であり、ラビリンスシール３０からの流体の流出出口である。第３フィン５３は、高圧側Ｘ１の側面である高圧側側面５３ａと、低圧側Ｘ２の側面である低圧側側面５３ｂと、を備える。高圧側側面５３ａおよび低圧側側面５３ｂは、流れ方向Ｘに直交する面である。
【００２５】
（高段部側フィンおよび低段部側フィン）
昇段構造段差部４１よりも低圧側Ｘ２のフィン５０のうち、昇段構造段差部４１に最も近いものを「高段部側フィン」とする。本実施形態では、「高段部側フィン」は、第２フィン５２である。降段構造段差部４２よりも低圧側Ｘ２のフィン５０のうち降段構造段差部４２に最も近いものを「低段部側フィン」とする。本実施形態では、「低段部側フィン」は、第３フィン５３である。
【００２６】
環状溝７０は、渦Ｖ（渦Ｖ２および渦Ｖ４の少なくともいずれか）を流入させるための溝である。環状溝７０は、渦Ｖが発生する部位（箇所）に設けられ、環状溝７０に囲まれた空間（環状溝７０の内部）に渦Ｖが流入するように構成される。環状溝７０は、回転体２０の対向方向一方側Ｙ１部分に形成される。環状溝７０は、高圧側Ｘ１段差部（昇段構造段差部４１）よりも低圧側Ｘ２、かつ、第３フィン５３よりも高圧側Ｘ１の領域の少なくとも一部に配置される。環状溝７０は、高段部環状溝７１と、低段部環状溝７２と、を備える。
【００２７】
高段部環状溝７１（アップステップ溝）は、渦Ｖ２を流入させるための溝である。高段部環状溝７１は、高段部４７に形成され、高段部４７の対向方向一方側Ｙ１端部よりも対向方向他方側Ｙ２に凹む。高段部環状溝７１は、昇段構造段差部４１よりも低圧側Ｘ２、かつ、高段部側フィン（第２フィン５２）よりも高圧側Ｘ１の領域の、少なくとも一部に配置される。高段部環状溝７１の一部は、高圧側側面５２ａよりも低圧側Ｘ２に配置されてもよい。
【００２８】
この高段部環状溝７１の対向方向一方側Ｙ１端部かつ高圧側Ｘ１端部の、流れ方向Ｘ位置（流れ方向Ｘにおける位置）は、昇段構造段差部４１の対向方向一方側Ｙ１端部かつ低圧側Ｘ２端部よりも低圧側Ｘ２である。
【００２９】
この高段部環状溝７１の対向方向一方側Ｙ１端部かつ低圧側Ｘ２端部の、流れ方向Ｘ位置は、次の［位置ａ１］〜［位置ａ５］のいずれかである。［位置ａ１］高圧側側面５２ａの先端（対向方向他方側Ｙ２の端）よりも高圧側Ｘ１。［位置ａ２］高圧側側面５２ａの先端と同じ（または略同じ）流れ方向Ｘ位置。［位置ａ３］高圧側側面５２ａの先端よりも低圧側Ｘ２、かつ、低圧側側面５２ｂの先端よりも高圧側Ｘ１。［位置ａ４］低圧側側面５２ｂの先端と同じ（または略同じ）流れ方向Ｘ位置。［位置ａ５］低圧側側面５２ｂよりも低圧側Ｘ２。
【００３０】
この高段部環状溝７１は、回転軸Ａ（図１参照）を中心とする環状である。回転軸断面において、高段部環状溝７１に囲まれた部分（高段部環状溝７１の内部）の形状は、矩形状である。図２において、「高段部環状溝７１に囲まれた部分」の対向方向一方側Ｙ１端部を二点鎖線で示す。高段部環状溝７１は、高圧側Ｘ１の側面である高圧側側面７１ａと、低圧側Ｘ２の側面である低圧側側面７１ｂと、底面７１ｃと、を備える。高圧側側面７１ａおよび低圧側側面７１ｂは、流れ方向Ｘに直交する面である。底面７１ｃは、高段部環状溝７１の対向方向他方側Ｙ２部分の面であり、高段部環状溝７１の底部（低圧側低段部４８の表面を基準としたときの底部）を構成する面である。底面７１ｃは、対向方向Ｙに直交する面である。
【００３１】
低段部環状溝７２（ダウンステップ溝）は、渦Ｖ４を流入させるための溝である。低段部環状溝７２は、低圧側低段部４８に形成され、低圧側低段部４８の対向方向一方側Ｙ１端部よりも対向方向他方側Ｙ２に凹む。低段部環状溝７２は、降段構造段差部４２よりも低圧側Ｘ２、かつ、低段部側フィン（第３フィン５３）よりも高圧側Ｘ１の領域の、少なくとも一部に配置される。低段部環状溝７２の一部は、高圧側側面５３ａよりも低圧側Ｘ２に配置されてもよい。
【００３２】
この低段部環状溝７２の対向方向一方側Ｙ１端部かつ高圧側Ｘ１端部の、流れ方向Ｘ位置は、次の［位置ｂ１］〜［位置ｂ２］のいずれかである。［位置ｂ１］降段構造段差部４２の対向方向他方側Ｙ２端部かつ低圧側Ｘ２端部と同じ位置。［位置ｂ２］降段構造段差部４２の対向方向他方側Ｙ２端部かつ低圧側Ｘ２端部よりも低圧側Ｘ２（図示なし）。上記［位置ｂ１］の場合、低段部環状溝７２は、降段構造段差部４２の位置から低圧側Ｘ２に配置される。上記［位置ｂ２］の場合、降段構造段差部４２の対向方向他方側Ｙ２端部かつ低圧側Ｘ２端部と、低段部環状溝７２の高圧側Ｘ１端部かつ対向方向一方側Ｙ１端部と、の間に、流れ方向Ｘの間隔（低圧側低段部４８の一部）が形成される。
【００３３】
この低段部環状溝７２の対向方向一方側Ｙ１端部かつ低圧側Ｘ２端部の、流れ方向Ｘ位置は、次の［位置ｃ１］〜［位置ｃ５］のいずれかである。［位置ｃ１］高圧側側面５３ａの先端（対向方向他方側Ｙ２の端）よりも高圧側Ｘ１。［位置ｃ２］高圧側側面５３ａの先端と同じ（または略同じ）流れ方向Ｘ位置。［位置ｃ３］高圧側側面５３ａの先端よりも低圧側Ｘ２、かつ、低圧側側面５３ｂの先端よりも高圧側Ｘ１。［位置ｃ４］低圧側側面５３ｂの先端と同じ（または略同じ）流れ方向Ｘ位置。［位置ｃ５］低圧側側面５３ｂよりも低圧側Ｘ２。
【００３４】
この低段部環状溝７２は、回転軸Ａ（図１参照）を中心とする環状である。回転軸断面において、低段部環状溝７２に囲まれた部分（低段部環状溝７２の内部）の形状は、高段部環状溝７１に囲まれた部分の形状と同様（またはほぼ同様）であり、矩形状である。図２において、「低段部環状溝７２に囲まれた部分」の対向方向一方側Ｙ１端部を二点鎖線で示す。図２に示す例では、低段部環状溝７２に囲まれた部分は、高段部環状溝７１に囲まれた部分よりも大きい。高段部環状溝７１と同様に、低段部環状溝７２は、高圧側Ｘ１の側面である高圧側側面７２ａと、低圧側Ｘ２の側面である低圧側側面７２ｂと、底面７２ｃと、を備える。回転軸断面において、高圧側側面７２ａおよび降段構造段差部４２は、対向方向Ｙに延びる直線状である。
【００３５】
（構造３０ａおよび構造３０ｂ）
ラビリンスシール３０のうち、昇段構造側の空間２５ａを形成している部分を昇段構造側の構造３０ａとする。昇段構造側の構造３０ａは、２つのフィン５０（第１フィン５１および第２フィン５２）と、昇段構造段差部４１と、高段部環状溝７１と、を備える。ラビリンスシール３０のうち、降段構造側の空間２５ｂを形成している部分を降段構造側の構造３０ｂとする。降段構造側の構造３０ｂは、２つのフィン５０（第２フィン５２および第３フィン５３）と、降段構造段差部４２と、低段部環状溝７２と、を備える。
【００３６】
ラビリンスシール１３０は、図１に示すように、ラビリンスシール３０とほぼ同様に構成される。ラビリンスシール３０に対するラビリンスシール１３０の相違点は次の通りである。図２に示すように、ラビリンスシール３０では、静止体１０にフィン５０が設けられ、回転体２０に段差部４０および環状溝７０が設けられた。一方、ラビリンスシール１３０（図１参照）では、回転体２０にフィン５０が設けられ、静止体１０に段差部４０および環状溝７０が設けられる。
【００３７】
（第１部材および第２部材について）
「第１部材」は、フィン５０が設けられる部材である。第１部材は、ラビリンスシール３０では静止体１０であり、ラビリンスシール１３０（図１参照）では回転体２０である。「第２部材」は、段差部４０および環状溝７０が設けられる部材である。第２部材は、ラビリンスシール３０では回転体２０であり、ラビリンスシール１３０（図１参照）では静止体１０である。
【００３８】
（流体の流れ）
図２に示す隙間２５を流れる流体は、次のように流れる。流体は、第１フィン５１よりも高圧側Ｘ１から、隙間δ１を通過し、昇段構造側の空間２５ａに流入し、渦Ｖ１を形成する。渦Ｖ１は次のように形成される。流体は、高圧側低段部４６の表面（対向方向一方側Ｙ１の面）にほぼ沿うように低圧側Ｘ２に直進（略直進を含む）し、昇段構造段差部４１に当たり（衝突し）、対向方向一方側Ｙ１に流れる（転向する）。この流れは、静止体１０の対向方向他方側Ｙ２の面に当たり、静止体１０の対向方向他方側Ｙ２の面にほぼ沿うように高圧側Ｘ１に流れる。そして、この流れは、第１フィン５１に当たり、第１フィン５１にほぼ沿うように対向方向他方側Ｙ２に流れ、高圧側低段部４６に当たり、低圧側Ｘ２に流れる。このように渦Ｖ１が形成される。
【００３９】
昇段構造段差部４１に当たり、対向方向一方側Ｙ１に流れる流体は、渦Ｖ１と、渦Ｖ１よりも低圧側Ｘ２の渦Ｖ２と、に分岐する。渦Ｖ２は次のように形成される。渦Ｖ１から分岐した流体は、静止体１０の対向方向他方側Ｙ２の面に当たり、静止体１０の対向方向他方側Ｙ２の面にほぼ沿うように低圧側Ｘ２に流れ、第２フィン５２の高圧側側面５２ａに当たり、高圧側側面５２ａにほぼ沿うように対向方向他方側Ｙ２に流れる。この流れは、高段部環状溝７１内に流入し、高段部環状溝７１の内面にほぼ沿うように流れる。この流れは、低圧側側面７１ｂにほぼ沿うように対向方向他方側Ｙ２側に流れ、底面７１ｃにほぼ沿うように高圧側Ｘ１に流れ、高圧側側面７１ａにほぼ沿うように対向方向一方側Ｙ１に流れ、高段部環状溝７１から流出する。このように渦Ｖ２が形成される。
【００４０】
高圧側側面５２ａにほぼ沿うように対向方向他方側Ｙ２に流れた流体は、渦Ｖ２と、隙間δ２に向かう流れである分岐流Ｆ１と、に分岐する。分岐流Ｆ１は、隙間δ２を通過し、低圧側Ｘ２に流れ、昇段構造側の空間２５ａの外に流出し（漏れ）、降段構造側の空間２５ｂ内に流入する。
【００４１】
高圧側側面５２ａにほぼ沿うように対向方向他方側Ｙ２に流れた流体が、高段部環状溝７１に流入することで、分岐流Ｆ１の流量が抑制されるので、昇段構造側の空間２５ａからの流体の漏れ量が抑制される。また、昇段構造側の空間２５ａに形成された渦Ｖ１および渦Ｖ２によって流体間摩擦が発生し、流体のエネルギー損失が生じることによって、昇段構造側の空間２５ａからの流体の漏れ量が抑制される。この流体間摩擦には、流体どうしの摩擦、および、流体と壁面との摩擦が含まれる。上記壁面は、流速がゼロの流体とみなせるものである。上記壁面には、例えば高段部環状溝７１の表面などが含まれる。
【００４２】
分岐流Ｆ１は、降段構造側の空間２５ｂ内に流入し、主流Ｆ２を形成する。主流Ｆ２は、まず、高段部４７の表面（対向方向一方側Ｙ１の面）にほぼ沿うように低圧側Ｘ２に直進（または略直進、以下同様）し、次に、高段部４７の表面から離れても、低圧側Ｘ２に直進する。
【００４３】
主流Ｆ２の一部の流れは、渦Ｖ３を形成する。渦Ｖ３は、次のように形成される。主流Ｆ２の一部の流れが、第３フィン５３に当たり、主流Ｆ２から対向方向一方側Ｙ１に分岐する（転向する）。この流れが、高圧側側面５３ａにほぼ沿うように対向方向一方側Ｙ１に流れ、静止体１０の対向方向他方側Ｙ２の面に当たり、静止体１０の対向方向他方側Ｙ２の面にほぼ沿うように高圧側Ｘ１に流れ、第２フィン５２の低圧側側面５２ｂに当たる。この流れが、低圧側側面５２ｂにほぼ沿うように対向方向他方側Ｙ２に流れる。この流れが、主流Ｆ２に合流する、または主流Ｆ２の近傍で低圧側Ｘ２に流れる。このように渦Ｖ３が形成される。
【００４４】
主流Ｆ２の一部の流れは、第３フィン５３の高圧側側面５３ａに当たり、対向方向他方側Ｙ２に転向する。この流れは、分岐点Ｂで、低圧側側面７２ｂにほぼ沿う分岐流Ｆ３と、隙間δ３に向かう分岐流Ｆ４と、に分岐する。
【００４５】
分岐流Ｆ３は、低段部環状溝７２内などを流れる渦Ｖ４を形成する。渦Ｖ４は、次のように形成される。渦Ｖ４は、低段部環状溝７２の内面にほぼ沿うように流れる。分岐流Ｆ３が、低圧側側面７２ｂにほぼ沿うように対向方向他方側Ｙ２側に流れ、底面７２ｃにほぼ沿うように高圧側Ｘ１に流れ、高圧側側面７２ａにほぼ沿うように対向方向一方側Ｙ１に流れる。この流れが、主流Ｆ２に合流する、または主流Ｆ２の近傍で低圧側Ｘ２に流れる。このように渦Ｖ４が形成される。回転軸断面における渦Ｖ４の形状は、略円形状である。回転軸断面における渦Ｖ４の形状は、対向方向Ｙの幅よりも流れ方向Ｘの幅が広い扁平な略円形状（略楕円形状）でもよく、流れ方向Ｘの幅よりも対向方向Ｙの幅が広い略円形状でもよい。
【００４６】
分岐流Ｆ４は、隙間δ３を通過し、低圧側Ｘ２に流れ、降段構造側の空間２５ｂの外に流出する（漏れる）。
【００４７】
分岐流Ｆ３が低段部環状溝７２に流入することで、分岐流Ｆ４の流量が抑制されるので、降段構造側の空間２５ｂからの流体の漏れ量が抑制される。また、渦Ｖ４によって流体間摩擦が発生し、流体のエネルギー損失が生じることによって、降段構造側の空間２５ｂからの流体の漏れ量が抑制される。この流体間摩擦には、流体どうしの摩擦、および、流体と壁面との摩擦が含まれる。上記壁面は、流速がゼロの流体とみなせるものである。上記壁面には、例えば低段部環状溝７２の表面（高圧側側面７２ａ、底面７２ｃ、および低圧側側面７２ｂ）などが含まれる。
【００４８】
（寸法について）
昇段構造段差部４１よりも低圧側Ｘ２かつ第３フィン５３よりも高圧側Ｘ１の領域の少なくとも一部に環状溝７０があれば、環状溝７０による効果（漏れ量の抑制）が得られる。さらに、下記の条件を満たすことで環状溝７０による効果をより向上させることができる。
【００４９】
（高段部環状溝７１に関する好ましい条件）
図３に示すように、回転軸断面における、流れ方向Ｘに関する寸法には、距離Ｌａと、距離Ｇａと、開口幅Ｗａと、距離Ｅａと、厚さＴａと、がある。これらの寸法を次のように定義する。
【００５０】
距離Ｌａは、昇段構造段差部４１と、高段部環状溝７１の対向方向一方側Ｙ１端部かつ低圧側Ｘ２端部と、の流れ方向Ｘにおける距離（最短距離、間の距離）である。昇段構造段差部４１に流れ方向Ｘの幅がある場合、例えば昇段構造段差部４１が対向方向Ｙに対して傾斜する場合などがある。この場合、距離Ｌａの高圧側Ｘ１の起点は、昇段構造段差部４１の対向方向一方側Ｙ１端部かつ低圧側Ｘ２端部とする（距離Ｇａおよび距離Ｅａについても同様）。本実施形態では、距離Ｌａは、昇段構造段差部４１と、低圧側側面７１ｂと、の流れ方向Ｘにおける距離である。
【００５１】
距離Ｇａは、昇段構造段差部４１と、第２フィン５２の先端部かつ高圧側Ｘ１端部と、の流れ方向Ｘにおける距離（最短距離）である。本実施形態では、距離Ｇａは、昇段構造段差部４１と、高圧側側面５２ａと、の流れ方向Ｘにおける距離である。
【００５２】
開口幅Ｗａは、高段部環状溝７１の開口の流れ方向Ｘにおける幅である。さらに詳しくは、開口幅Ｗａは、高段部環状溝７１の対向方向一方側Ｙ１端部での流れ方向Ｘにおける幅である。距離Ｅａは、昇段構造段差部４１と、高圧側側面７１ａの対向方向一方側Ｙ１端部かつ高圧側Ｘ１端部と、の流れ方向Ｘにおける距離である。距離Ｅａは、距離Ｌａから開口幅Ｗａを引いた距離である。
【００５３】
厚さＴａは、第２フィン５２の先端部での流れ方向Ｘにおける幅である。ここでは、「第２フィン５２の先端部」は、分岐流Ｆ１（図２参照）が直接当たり得る部分である。図７に示す例では、分岐流Ｆ１は低圧側側面５２ｂに直接には当たらないので、低圧側側面５２ｂは「第２フィン５２の先端部」に含まれない。
【００５４】
図３に示すように、回転軸断面における、対向方向Ｙに関する寸法には、高さＨａと、深さＤａと、がある。これらの寸法を次のように定義する。
【００５５】
高さＨａは、昇段構造段差部４１の対向方向Ｙにおける幅である。さらに詳しくは、高さＨａは、高圧側低段部４６の表面（対向方向一方側Ｙ１の面）の低圧側Ｘ２端部と、高段部４７の表面（対向方向一方側Ｙ１の面）の高圧側Ｘ１端部と、の対向方向Ｙにおける距離である。
【００５６】
深さＤａは、高段部環状溝７１の対向方向Ｙにおける幅である。さらに詳しくは、深さＤａは、高段部環状溝７１の対向方向他方側Ｙ２端部（例えば底面７１ｃ）と、高段部４７の表面（対向方向一方側Ｙ１の面）と、の対向方向Ｙにおける距離である。
【００５７】
（開口幅Ｗａおよび距離Ｅａに関する好ましい条件）
開口幅Ｗａを大きくすることで、渦Ｖ２（図２参照）が高段部環状溝７１に流入しやすくなり、また、渦Ｖ２を大きく形成できる。その結果、上記のエネルギー損失をより増加させることができる。例えば、Ｗａ／Ｇａ＞０.２、を満たすことが好ましい。また、距離Ｅａを小さくすることで、渦Ｖ２を大きく形成できる。その結果、上記のエネルギー損失をより増加させることができる。例えば、Ｅａ／Ｇａ＜０．８、を満たすことが好ましい。
【００５８】
（距離Ｇａおよび距離Ｌａに関する好ましい条件）
高圧側側面５２ａの流れ方向Ｘ位置に対して、低圧側側面７１ｂの流れ方向Ｘ位置が、等しい位置（同一面上）、または、低圧側Ｘ２であることが好ましい（Ｇａ≦Ｌａが好ましい）。Ｇａ≦Ｌａとすることで、図２に示すように、第２フィン５２に沿って対向方向他方側Ｙ２に流れた渦Ｖ２が、高段部環状溝７１に流入しやすくなり、分岐流Ｆ１の流量を抑制できる。流体が高段部環状溝７１に流入しやすいので、渦Ｖ２の流速をより速くできる結果、上記のエネルギー損失を大きくすることができる。
【００５９】
ＣＦＤ（Computational Fluid Dynamics）解析により、高圧側側面５２ａの位置、低圧側側面７１ｂの位置、および、漏れ量について調査した。その結果、図４に示すように、Ｌａ／Ｇａによって漏れ量が変化するという知見を得た。図４の「比較例」は、図２に示す高段部環状溝７１を備えないラビリンスシールである。なお、図４に示すグラフでは、縦軸の漏れ量の単位を無次元化し、具体的には、比較例における漏れ量を１とした（図５についても同様）。
【００６０】
図２に示す高圧側側面５２ａに対して低圧側側面７１ｂが高圧側Ｘ１に離れすぎると、第２フィン５２に沿って対向方向他方側Ｙ２に流れた流体が、高段部環状溝７１に流入しにくくなる。その結果、漏れ量抑制の効果は小さくなる。また、高圧側側面５２ａに対して低圧側側面７１ｂが低圧側Ｘ２に離れすぎると、第２フィン５２と回転体２０との隙間δ２が大きくなるので、流体が隙間δ２を通りやすくなり、漏れ量抑制の効果は小さくなる。
【００６１】
そこで、図４に示すように、０＜Ｌａ／Ｇａ＜１．２＋Ｔａ／Ｇａ、を満たすことが好ましい。この場合、比較例に比べ、確実に漏れ量を抑制できる。また、０．６＜Ｌａ／Ｇａ＜１．２＋Ｔａ／Ｇａ、を満たすことがさらに好ましい。この場合、漏れ量をより抑制できる。
【００６２】
（高さＨａおよび深さＤａに関する好ましい条件）
ＣＦＤ解析により、図３に示す高さＨａ、深さＤａ、および漏れ量について調査した。その結果、図５に示すようにＤａ／Ｈａによって漏れ量が変化するという知見を得た。図３に示す深さＤａが小さいと、図２に示す高段部環状溝７１に流入できる渦Ｖ２の流れが少なくなり、分岐流Ｆ１の流量が増えるので、漏れ量が増加する。そこで、図５に示すように、０．６＜Ｄａ／Ｈａ、を満たすことが好ましい。この場合、比較例に比べ、確実に漏れ量を抑制できる。なお、０＜Ｄａ／Ｈａであれば、比較例に比べ、漏れ量抑制の効果はある。
【００６３】
（低段部環状溝７２に関する好ましい条件）
図３に示すように、回転軸断面における、流れ方向Ｘに関する寸法には、距離Ｇｂと、距離Ｌｂと、開口幅Ｗｂと、がある。これらの寸法を次のように定義する。
【００６４】
距離Ｇｂは、降段構造段差部４２と、第３フィン５３の先端部かつ高圧側Ｘ１端部と、の流れ方向Ｘにおける距離（最短距離）である。降段構造段差部４２に流れ方向Ｘの幅がある場合は、距離Ｇｂの高圧側Ｘ１の起点は、降段構造段差部４２の対向方向他方側Ｙ２端部かつ低圧側Ｘ２端部とする（図１０参照）（距離Ｌｂの高圧側Ｘ１の起点についても同様）。降段構造段差部４２に流れ方向Ｘの幅がある場合として、例えば、降段構造段差部４２が対向方向Ｙに対して傾斜する場合などがある。本実施形態では、距離Ｇｂは、降段構造段差部４２と、高圧側側面５３ａと、の流れ方向Ｘにおける距離である。
【００６５】
距離Ｌｂは、降段構造段差部４２と、低段部環状溝７２の対向方向一方側Ｙ１端部かつ低圧側Ｘ２端部と、の流れ方向Ｘにおける距離（最短距離）である。本実施形態では、距離Ｌｂは、降段構造段差部４２と、低圧側側面７２ｂと、の流れ方向Ｘにおける距離である。
【００６６】
開口幅Ｗｂは、低段部環状溝７２の開口の流れ方向Ｘにおける幅である。さらに詳しくは、開口幅Ｗｂは、低段部環状溝７２の対向方向一方側Ｙ１端部での流れ方向Ｘにおける幅である。本実施形態では、開口幅Ｗｂと距離Ｌｂとは等しい。そのため、下記の距離Ｌｂに関する好ましい条件について、「距離Ｌｂ」を「開口幅Ｗｂ」に読み替えることができる。
【００６７】
（距離Ｇｂおよび距離Ｌｂに関する好ましい条件）
ＣＦＤ解析により、距離Ｇｂおよび距離Ｌｂについて調査した。その結果、図６に示すようにＧｂによって漏れ量が変化するという知見を得た。ここでは、図３に示す低段部環状溝７２の位置を変えずに（距離Ｌｂを変えずに）、距離Ｇｂを様々に変えたときの漏れ量を調査した。また、距離Ｇｂが距離Ｌｂと等しいときの距離Ｇｂを１とした。図６の「比較例」は、図３に示す低段部環状溝７２を備えないラビリンスシールである。比較例では、第３フィン５３が降段構造段差部４２に近づくほど、すなわちＧｂが小さくなるほど、漏れ量が小さくなる。図６に示すグラフでは、縦軸の漏れ量の単位を無次元化した。ここで、本実施形態については、距離Ｇｂが距離Ｌｂと等しいときの距離Ｇｂを１としたので、図６に示すＧｂと漏れ量との関係は、Ｇｂ／Ｌｂと漏れ量との関係と等しい。よって、本実施形態については、図６に示すグラフの横軸のＧｂを、Ｇｂ／Ｌｂに置き換えることができる。
【００６８】
図３に示す距離Ｌｂが距離Ｇｂよりも小さすぎると、すなわち、高圧側側面５３ａに対して低圧側側面７２ｂが高圧側Ｘ１に離れすぎると、次の問題がある。この場合、図２に示す分岐点Ｂを流れる流体が、低段部環状溝７２に流入しにくくなり、分岐流Ｆ４の流量が増えるので、漏れ量抑制の効果は小さくなる。また、図３に示す距離Ｌｂが距離Ｇｂよりも大きすぎると、すなわち、高圧側側面５３ａに対して低圧側側面７２ｂが低圧側Ｘ２に離れすぎると、次の問題がある。この場合、図２に示す第３フィン５３の先端部と低圧側低段部４８との間の隙間δ３が大きくなるので、流体が隙間δ３を通りやすくなり、漏れ量抑制の効果は小さくなる。
【００６９】
そこで、図６に示すように、０．７８＜Ｇｂ／Ｌｂ＜１．１４、を満たすことが好ましい。この場合、比較例に比べ、確実に漏れ量を抑制できる。また、Ｇｂ／Ｌｂを約０．８〜１（０．８以上、１以下）とすることがさらに好ましい。低圧側側面７２ｂの流れ方向Ｘにおける位置と高圧側側面５３ａの流れ方向Ｘにおける位置と、を略同位置にすることがさらに好ましい。Ｇｂ／Ｌｂを約０．８〜１とすることで、Ｇｂ／Ｌｂが０．８未満または１を超える場合に比べ、漏れ量抑制効果を大きくすることができた。Ｇｂ／Ｌｂ＜１．１４としてもよい。上記の解析は、回転軸Ａ（図１参照）側が低圧側Ｘ２、回転軸Ａから遠い側が高圧側Ｘ１の場合（回転機械１が圧縮機の場合）について行ったものである。一方、回転軸Ａ側が高圧側Ｘ１、回転軸Ａから遠い側が低圧側Ｘ２の場合（回転機械１が膨張機の場合）についても、ラビリンスシール３０の構造が同様であれば、同様の結果が得られると考えられる。
【００７０】
（第１の発明の効果）
図２に示すラビリンスシール３０による効果は次の通りである。ラビリンスシール３０は、回転機械１に設けられる。回転機械１は、静止体１０と、回転体２０と、隙間２５と、を備える。回転体２０は、静止体１０に対向する。隙間２５は、静止体１０と回転体２０との間に形成される。隙間２５は、流れ方向Ｘに高圧側Ｘ１から低圧側Ｘ２に流体が流れるように構成される。流れ方向Ｘは、対向方向Ｙに直交する方向である。対向方向Ｙは、静止体１０と回転体２０とが対向する方向である。対向方向Ｙにおいて、回転体２０から静止体１０に向かう側を対向方向一方側Ｙ１とする。対向方向Ｙにおいて、静止体１０から回転体２０に向かう側を対向方向他方側Ｙ２とする。ラビリンスシール３０は、段差部４０と、フィン５０と、環状溝７０と、を備える。段差部４０は、回転体２０の対向方向一方側Ｙ１部分に形成される。フィン５０は、静止体１０の対向方向他方側Ｙ２部分から対向方向他方側Ｙ２に延びる。環状溝７０は、回転体２０の対向方向一方側Ｙ１部分に形成される。
【００７１】
［構成１−１］段差部４０は、高圧側Ｘ１に面する昇段構造段差部４１と、低圧側Ｘ２に面する降段構造段差部４２と、を備える。昇段構造段差部４１および降段構造段差部４２のうち高圧側Ｘ１に配置される方を高圧側Ｘ１段差部（本実施形態では昇段構造段差部４１）とし、低圧側Ｘ２に配置される方を低圧側Ｘ２段差部（本実施形態では降段構造段差部４２）とする。
［構成１−２］フィン５０は、第１フィン５１と、第２フィン５２と、第３フィン５３と、を備える。第１フィン５１は、高圧側Ｘ１段差部（昇段構造段差部４１）よりも高圧側Ｘ１に配置される。第２フィン５２は、高圧側Ｘ１段差部（昇段構造段差部４１）よりも低圧側Ｘ２、かつ低圧側Ｘ２段差部（降段構造段差部４２）よりも高圧側Ｘ１に配置される。第３フィン５３は、低圧側Ｘ２段差部（降段構造段差部４２）よりも低圧側Ｘ２に配置される。
［構成１−３］環状溝７０は、高圧側Ｘ１段差部（昇段構造段差部４１）よりも低圧側Ｘ２、かつ第３フィン５３よりも高圧側Ｘ１の領域の少なくとも一部に配置される。
【００７２】
ラビリンスシール３０は、主に上記［構成１−１］および［構成１−２］を備える。よって、高圧側Ｘ１段差部（昇段構造段差部４１）よりも低圧側Ｘ２、かつ第２フィン５２よりも高圧側Ｘ１に渦Ｖ２が生じる。また、低圧側Ｘ２段差部（降段構造段差部４２）よりも低圧側Ｘ２、かつ第３フィン５３よりも高圧側Ｘ１に渦Ｖ４が生じる。そこで、ラビリンスシール３０は、上記［構成１−３］を備える。よって、渦Ｖ（渦Ｖ２および渦Ｖ４の少なくともいずれか）が、環状溝７０に流入する。よって、環状溝７０がない場合に比べ、渦Ｖを大きくでき、渦Ｖの流量を多くでき、渦Ｖの流速を速くできる。よって、渦Ｖとその周辺との流体間摩擦を増大させることができるので、流体のエネルギー損失を増大させることができる。その結果、隙間２５での流体の漏れを抑制できる。
【００７３】
（第４の発明の効果）
昇段構造段差部４１よりも低圧側Ｘ２のフィン５０のうち昇段構造段差部４１に最も近いものを高段部側フィン（本実施形態では第２フィン５２）とする。
［構成４］環状溝７０は、高段部環状溝７１を備える。高段部環状溝７１は、昇段構造段差部４１よりも低圧側Ｘ２、かつ、高段部側フィン（第２フィン５２）よりも高圧側Ｘ１の領域の少なくとも一部に配置される。
【００７４】
上記［構成１−１］および［構成１−２］を備えるラビリンスシール３０では、昇段構造段差部４１よりも低圧側Ｘ２、かつ、高段部側フィン（第２フィン５２）よりも高圧側Ｘ１の領域に、渦Ｖ２が形成される。そこで、ラビリンスシール３０は、上記［構成４］の高段部環状溝７１を備える。よって、渦Ｖ２が、高段部環状溝７１に流入する。よって、高段部環状溝７１がない場合（図１２参照）に比べ、渦Ｖ２を大きくでき、渦Ｖ２の流量を多くでき、渦Ｖ２の流速を速くできる。よって、渦Ｖ２とその周辺との流体間摩擦を増大させることができるので、流体のエネルギー損失を増大させることができる。その結果、隙間２５での流体の漏れを抑制できる。
【００７５】
上記［構成１−１］および［構成１−２］を備えるラビリンスシール３０では、渦Ｖ２から、高段部側フィン（第２フィン５２）と回転体２０との隙間δ２に向かって、分岐流Ｆ１が分岐する。ここで、高段部環状溝７１が設けられない場合、第２フィン５２に沿って対向方向他方側Ｙ２に流れた流体が、高段部４７に当たり（吹き付けられ）、隙間δ２に向かいやすい（分岐流Ｆ１になりやすい）。そこで、ラビリンスシール３０は、上記［構成４］の高段部環状溝７１を備える。よって、渦Ｖ２が、高段部環状溝７１に流入しやすい。よって、渦Ｖ２から分岐する分岐流Ｆ１の量を抑制できるので、隙間２５での流体の漏れをより抑制できる。
【００７６】
（第５の発明の効果）
図３に示すＬａ、Ｇａ、およびＴａを次のように定義する。Ｌａは、昇段構造段差部４１と、高段部環状溝７１の対向方向一方側Ｙ１端部かつ低圧側Ｘ２端部と、の流れ方向Ｘにおける距離である。Ｇａは、昇段構造段差部４１と、高段部側フィン（第２フィン５２）の先端部かつ高圧側Ｘ１端部と、の流れ方向Ｘにおける距離である。Ｔａは、高段部側フィン（第２フィン５２）の先端部での流れ方向Ｘの幅である。
［構成５］このとき、０＜Ｌａ／Ｇａ＜１．２＋Ｔａ／Ｇａ、を満たす。
【００７７】
上記［構成５］により、１．２＋Ｔａ／Ｇａ≦Ｌａ／Ｇａの場合に比べ、高段部側フィン（第２フィン５２）と回転体２０との隙間δ２（図２参照）を小さくできる。よって、隙間δ２からの流体の漏れをより抑制でき、隙間２５での流体の漏れをより抑制できる（図４参照）。
【００７８】
（第６の発明の効果）
［構成６］０．６＜Ｌａ／Ｇａ＜１．２＋Ｔａ／Ｇａ、を満たす。
【００７９】
上記［構成６］により、Ｌａ／Ｇａ≦０．６の場合に比べ、図２に示す高段部環状溝７１に流入する渦Ｖ２の流量を多くできる。よって、渦Ｖ２における流体のエネルギー損失をより増大させることができるので、隙間２５での流体の漏れをより抑制できる（図４参照）。
【００８０】
（第７の発明の効果）
図３に示すように、昇段構造段差部４１の対向方向Ｙにおける幅をＨａとする。高段部環状溝７１の対向方向Ｙにおける幅をＤａとする。
［構成７］このとき、０．６＜Ｄａ／Ｈａ、を満たす。
【００８１】
上記［構成７］により、Ｄａ／Ｈａ≦０．６の場合に比べ、図２に示す高段部環状溝７１に流入する渦Ｖ２の流量を多くできる。よって、渦Ｖ２における流体のエネルギー損失をより増大させることができるので、隙間２５での流体の漏れをより抑制できる。
【００８２】
（第８の発明の効果）
降段構造段差部４２よりも低圧側Ｘ２のフィン５０のうち降段構造段差部４２に最も近いものを低段部側フィン（本実施形態では第３フィン５３）とする。
［構成８］環状溝７０は、低段部環状溝７２を備える。低段部環状溝７２は、降段構造段差部４２よりも低圧側Ｘ２、かつ、低段部側フィン（第３フィン５３）よりも高圧側Ｘ１の領域の少なくとも一部に配置される。
【００８３】
降段構造段差部４２よりも低圧側Ｘ２、かつ、低段部側フィン（第３フィン５３）よりも高圧側Ｘ１の領域には、渦Ｖ４が形成される。そこで、ラビリンスシール３０は、上記［構成８］の低段部環状溝７２を備える。よって、渦Ｖ４が、低段部環状溝７２に流入する。よって、低段部環状溝７２がない場合（図１１参照）に比べ、渦Ｖ４を大きくでき、渦Ｖ４の流量を多くでき、渦Ｖ４の流速を速くできる。例えば、図１１に示すような、対向方向Ｙの幅よりも流れ方向Ｘの幅が大きい扁平な渦Ｖ４に比べ、渦Ｖ４の対向方向Ｙにおける幅を大きくできる。よって、渦Ｖ４とその周辺との流体間摩擦を増大させることができるので、流体のエネルギー損失を増大させることができる。その結果、隙間２５での流体の漏れを抑制できる。
【００８４】
ラビリンスシール３０では、主流Ｆ２は、分岐点Ｂで、分岐流Ｆ３と分岐流Ｆ４とに分岐する。ここで、低段部環状溝７２が設けられない場合、分岐点Ｂで対向方向他方側Ｙ２に流れる流れが、低圧側低段部４８に当たり、隙間δ３に向かいやすい（分岐流Ｆ４になりやすい）。そこで、ラビリンスシール３０は、上記［構成８］の低段部環状溝７２を備える。よって、分岐点Ｂで対向方向他方側Ｙ２に流れる流れが、低段部環状溝７２に流入しやすい（分岐流Ｆ３の量を多くしやすい）。よって、分岐点Ｂから隙間δ３に向かう流れ（分岐流Ｆ４）の量を抑制できるので、隙間２５での流体の漏れを抑制できる。
【００８５】
（第９の発明の効果）
図３に示すＧｂおよびＬｂを次のように定義する。Ｇｂは、降段構造段差部４２と、低段部側フィン（第３フィン５３）の先端部と、の流れ方向Ｘにおける距離である。Ｌｂは、降段構造段差部４２と、低段部環状溝７２の対向方向一方側Ｙ１端部かつ低圧側Ｘ２端部と、の流れ方向Ｘにおける距離である。
［構成９］このとき、０．７８＜Ｇｂ／Ｌｂ＜１．１４、を満たす。
【００８６】
上記［構成９］により、Ｇｂ／Ｌｂ≦０．７８の場合に比べ、低段部側フィン（第３フィン５３）と回転体２０との隙間δ３（図２参照）を小さくできる。よって、隙間δ３からの流体の漏れをより抑制できるので、隙間２５での流体の漏れをより抑制できる（図６参照）。また、１．１４≦Ｇｂ／Ｌｂの場合に比べ、図２に示す低段部環状溝７２に流入する渦Ｖ４の流量を多くできる。よって、渦Ｖ４における流体のエネルギー損失をより増大させることができるので、隙間２５での流体の漏れをより抑制できる（図６参照）。
【００８７】
（第１０の発明の効果）
［構成１０］低段部環状溝７２は、降段構造段差部４２の位置から低圧側Ｘ２へ形成される。
【００８８】
上記［構成１０］では、低段部環状溝７２が高圧側Ｘ１に限界まで広く形成される。よって、低段部環状溝７２の容積を大きくできるので、渦Ｖ４を大きくできる。よって、渦Ｖ４における流体のエネルギー損失をより増大させることができるので、隙間２５での流体の漏れをより抑制できる。
【００８９】
（第１２の発明の効果）
［構成１２］昇段構造段差部４１は、高圧側Ｘ１段差部（上記［構成１−１］参照）である。降段構造段差部４２は、低圧側Ｘ２段差部（上記［構成１−１］参照）である。
【００９０】
上記［構成１２］により、上記「（第１の発明の効果）」と同様の効果が得られる。
【００９１】
（第２実施形態）
図７を参照して、第２実施形態のラビリンスシール２３０について、第１実施形態との相違点を説明する。なお、第２実施形態のラビリンスシール２３０のうち、第１実施形態との共通点については、第１実施形態と同一の符号を付し、説明を省略した（共通点の説明を省略する点については他の実施形態の説明も同様）。相違点は、対向方向Ｙに対するフィン５０の傾きである。
【００９２】
第２フィン５２の先端部は、第２フィン５２の基端部（対向方向一方側Ｙ１端部）よりも高圧側Ｘ１に配置される。回転軸断面において、第２フィン５２は直線状であり、高圧側側面５２ａは直線状であり、低圧側側面５２ｂは直線状である。回転軸断面において、高圧側側面５２ａは、対向方向Ｙに対して角度α２だけ傾く。なお、回転軸断面において、第２フィン５２は、湾曲形状でもよく、Ｌ字形状などの屈曲形状でもよい（第１フィン５１および第３フィン５３も同様）。
【００９３】
第１フィン５１および第３フィン５３は、第２フィン５２と同様に構成される。回転軸断面において、第１フィン５１の高圧側Ｘ１の側面は、対向方向Ｙに対して角度α１だけ傾く。回転軸断面において、第３フィン５３の高圧側側面５３ａは、対向方向Ｙに対して角度α３だけ傾く。角度α１、角度α２、および角度α３の、すべてが等しくてもよく、一部のみが等しくてもよく、すべてが互いに異なってもよい。また、角度α１、角度α２、および角度α３のいずれかが０°であってもよい。
【００９４】
（第１１の発明の効果）
図７に示すラビリンスシール２３０による効果は次の通りである。ラビリンスシール２３０は、下記［構成１１−１］および［構成１１−２］の少なくともいずれかを備える。
［構成１１−１］高段部環状溝７１よりも低圧側Ｘ２のフィン５０のうち高段部環状溝７１に最も近いものを低圧側Ｘ２フィン（本実施形態では第２フィン５２）とする。低圧側Ｘ２フィン（第２フィン５２）の先端部は、低圧側Ｘ２フィン（第２フィン５２）の基端部よりも高圧側Ｘ１に配置される。
［構成１１−２］低段部環状溝７２よりも低圧側Ｘ２のフィン５０のうち低段部環状溝７２に最も近いものを低圧側Ｘ２フィン（本実施形態では第３フィン５３）とする。低圧側Ｘ２フィン（第３フィン５３）の先端部は、低圧側Ｘ２フィン（第３フィン５３）の基端部よりも高圧側Ｘ１に配置される。
【００９５】
ラビリンスシール３０が上記［構成１１−１］を備える場合、次の効果が得られる。渦Ｖ２は、低圧側Ｘ２フィン（第２フィン５２）に沿って対向方向他方側Ｙ２に流れながら、高圧側Ｘ１に流れやすい。よって、低圧側Ｘ２に向かう分岐流Ｆ１の量を抑制でき、かつ、高段部環状溝７１に流入する渦Ｖ２の流量を多くできる。よって、隙間２５での流体の漏れをより抑制できる。
【００９６】
ラビリンスシール３０が上記［構成１１−２］を備える場合、次の効果が得られる。第３フィン５３により対向方向他方側Ｙ２に転向した流体（分岐点Ｂを流れる流体）は、対向方向他方側Ｙ２に流れながら、高圧側Ｘ１に流れやすい。よって、低圧側Ｘ２に向かう分岐流Ｆ４の量を抑制でき、かつ、低段部環状溝７２に流入する渦Ｖ４の流量を多くできる。さらに、第３フィン５３に向かって低圧側Ｘ２に流れる流体（主流Ｆ２）が、第３フィン５３に当たり、対向方向一方側Ｙ１に流れやすく（渦Ｖ３を形成しやすく）、対向方向他方側Ｙ２に流れにくい。よって、分岐流Ｆ４の量を抑制できる。その結果、隙間２５での流体の漏れをより抑制できる。
【００９７】
（第３実施形態）
図８を参照して、第３実施形態のラビリンスシール３３０について、第１実施形態との相違点を説明する。第２フィン５２の低圧側側面５２ｂは、対向方向Ｙに対して角度β２だけ傾く。第２フィン５２の流れ方向Ｘの幅は、対向方向他方側Ｙ２ほど狭い。第１フィン５１および第３フィン５３は、第２フィン５２と同様に構成される。第１フィン５１の低圧側Ｘ２の側面は、対向方向Ｙに対して角度β１だけ傾く。第３フィン５３の低圧側側面５３ｂは、対向方向Ｙに対して角度β３だけ傾く。なお、角度β１、角度β２、および角度β３の、すべてが等しくてもよく、一部のみが等しくてもよく、すべてが互いに異なってもよい。
【００９８】
（第４実施形態）
図９を参照して、第４実施形態のラビリンスシール４３０について、第１実施形態との相違点を説明する。相違点は、高段部環状溝７１が弧状部４７１ｄを備える点、および、低段部環状溝７２が弧状部４７２ｄを備える点である。
【００９９】
弧状部４７１ｄは、高段部環状溝７１の底部に設けられる。回転軸断面における弧状部４７１ｄの断面（輪郭）は、対向方向他方側Ｙ２に突出する弧状であり、楕円弧状（楕円の一部を構成する曲線状）であり、半楕円弧状である。上記「楕円弧状」には、略楕円弧状（例えば略半楕円弧状）が含まれる。高圧側側面７１ａおよび低圧側側面７１ｂは、弧状部４７１ｄと連続するように設けられる。弧状部４７１ｄが設けられる場合、高圧側側面７１ａおよび低圧側側面７１ｂは、設けられなくてもよい（低段部環状溝７２についても同様）。
【０１００】
弧状部４７２ｄは、低段部環状溝７２の底部に設けられる。回転軸断面における弧状部４７２ｄの断面は、対向方向他方側Ｙ２に突出する弧状であり、円弧状であり、半円弧状（円弧の中心角が１８０°）である。円弧の中心角は１８０°未満でもよい。上記「円弧状」には、略円弧状（例えば略半円弧状）が含まれる。なお、弧状部４７１ｄおよび弧状部４７２ｄのうち一方のみが設けられてもよい。回転軸断面において、弧状部４７１ｄの断面が円弧状でもよく、弧状部４７２ｄの断面が楕円弧状でもよい。
【０１０１】
（第２の発明の効果）
図９に示すラビリンスシール４３０による効果は次の通りである。ラビリンスシール４３０は、下記［構成２−１］および［構成２−２］の少なくともいずれかを備える。
［構成２−１］対向方向Ｙおよび流れ方向Ｘそれぞれに直交する方向から見た高段部環状溝７１の底部（弧状部４７１ｄ）の断面は、対向方向他方側Ｙ２に突出する弧状である。
［構成２−２］対向方向Ｙおよび流れ方向Ｘそれぞれに直交する方向から見た低段部環状溝７２の底部（弧状部４７２ｄ）の断面は、対向方向他方側Ｙ２に突出する弧状である。
【０１０２】
ラビリンスシール４３０が上記［構成２−１］を備える場合、回転軸断面において高段部環状溝７１の内部が矩形状である場合（図２参照）などに比べ、高段部環状溝７１の形状が、渦Ｖ２の流れの形に近い形状となる。よって、高段部環状溝７１の底部に沿って渦Ｖ２が流れるので、高段部環状溝７１で渦Ｖ２の流速が低下することを抑制できる。よって、渦Ｖ２におけるエネルギー損失をより増大できるので、隙間２５での流体の漏れをより抑制できる。これと同様に、ラビリンスシール４３０が上記［構成２−２］を備える場合、低段部環状溝７２の底部に沿って渦Ｖ４が流れ、渦Ｖ４におけるエネルギー損失をより増大できるので、隙間２５での流体の漏れをより抑制できる。
【０１０３】
（第５実施形態）
図１０を参照して、第５実施形態のラビリンスシール５３０について、第１実施形態との相違点を説明する。相違点は、高段部環状溝７１の形状、低段部環状溝７２の形状、および降段構造段差部５４２の形状である。高段部環状溝７１は、高圧側傾斜部５７１ｅ（傾斜部）と、低圧側傾斜部５７１ｆ（傾斜部）と、を備える。低段部環状溝７２は、高圧側傾斜部５７２ｅ（傾斜部）と、低圧側傾斜部５７２ｆ（傾斜部）と、を備える。
【０１０４】
高圧側傾斜部５７１ｅは、高段部環状溝７１の高圧側Ｘ１部分に設けられる。高圧側傾斜部５７１ｅの対向方向他方側Ｙ２端部は、高圧側傾斜部５７１ｅの対向方向一方側Ｙ１端部よりも、低圧側Ｘ２（高段部環状溝７１の流れ方向Ｘ中心側）に配置される。回転軸断面において、高圧側傾斜部５７１ｅは、直線状であり、対向方向Ｙに対して角度θａだけ傾く。
【０１０５】
低圧側傾斜部５７１ｆは、高段部環状溝７１の低圧側Ｘ２部分に設けられる。低圧側傾斜部５７１ｆの対向方向他方側Ｙ２端部は、低圧側傾斜部５７１ｆの対向方向一方側Ｙ１端部よりも、高圧側Ｘ１（環状溝７０の流れ方向Ｘ中心側）に配置される。回転軸断面において、低圧側傾斜部５７１ｆは、直線状であり、対向方向Ｙに対して角度φａだけ傾く。
【０１０６】
高圧側傾斜部５７２ｅは、高段部環状溝７１の高圧側傾斜部５７１ｅと同様に構成される。回転軸断面において、高圧側傾斜部５７２ｅは、対向方向Ｙに対して角度θｂだけ傾く。回転軸断面において、降段構造段差部５４２は、対向方向Ｙに対して高圧側傾斜部５７２ｅと同じ角度θｂだけ傾く。回転軸断面において、高圧側傾斜部５７２ｅと降段構造段差部５４２とが直線状である。
【０１０７】
低圧側傾斜部５７２ｆは、高段部環状溝７１の低圧側傾斜部５７１ｆと同様に構成される。回転軸断面において、低圧側傾斜部５７２ｆは、対向方向Ｙに対して角度φｂだけ傾く。なお、高圧側傾斜部５７１ｅ、低圧側傾斜部５７１ｆ、高圧側傾斜部５７２ｅ、低圧側傾斜部５７２ｆの、すべてが設けられてもよく、一部のみが設けられてもよい。また、角度θａ、角度φａ、角度θｂ、および角度φｂそれぞれの大きさの、すべてが等しくてもよく、一部のみが等しくてもよく、すべてが相違してもよい。また、降段構造段差部５４２は、対向方向Ｙに対して傾かなくてもよい。
【０１０８】
（第３の発明の効果）
図１０に示すラビリンスシール５３０による効果は次の通りである。高段部環状溝７１は、高段部環状溝７１の高圧側Ｘ１部分および低圧側Ｘ２部分の少なくともいずれかに設けられる傾斜部（高圧側傾斜部５７１ｅおよび低圧側傾斜部５７１ｆの少なくともいずれか）を備える。ラビリンスシール５３０は、次の［構成３−１］および［構成３−２］の少なくともいずれかを備える。
［構成３−１］高圧側傾斜部５７１ｅの対向方向他方側Ｙ２端部は、高圧側傾斜部５７１ｅの対向方向一方側Ｙ１端部よりも、高段部環状溝７１の流れ方向Ｘ中心側（低圧側Ｘ２）に配置される。
［構成３−２］低圧側傾斜部５７１ｆの対向方向他方側Ｙ２端部は、低圧側傾斜部５７１ｆの対向方向一方側Ｙ１端部よりも、高段部環状溝７１の流れ方向Ｘ中心側（高圧側Ｘ１）に配置される。
【０１０９】
ラビリンスシール５３０が上記［構成３−１］を備える場合、回転軸断面において高段部環状溝７１の内部が矩形状である場合（図２参照）などに比べ、高段部環状溝７１の形状が、渦Ｖ２の流れの形に近い形状となる。よって、渦Ｖ２の流れが高圧側傾斜部５７１ｅに沿って流れるので、高段部環状溝７１で渦Ｖ２の流速が低下することを抑制できる。よって、渦Ｖ２におけるエネルギー損失をより増大できるので、隙間２５での流体の漏れをより抑制できる。これと同様に、ラビリンスシール５３０が上記［構成３−２］を備える場合、渦Ｖ２の流れが低圧側傾斜部５７１ｆに沿って流れ、渦Ｖ２におけるエネルギー損失をより増大できるので、隙間２５での流体の漏れをより抑制できる。これと同様に、低段部環状溝７２が、高圧側傾斜部５７２ｅおよび低圧側傾斜部５７２ｆの少なくともいずれかを備える場合、次の効果が得られる。渦Ｖ４の流れが高圧側傾斜部５７２ｅまたは低圧側傾斜部５７２ｆに沿って流れ、渦Ｖ４におけるエネルギー損失をより増大できるので、隙間２５での流体の漏れをより抑制できる。
【０１１０】
（第６実施形態）
図１１を参照して、第６実施形態のラビリンスシール６３０について、第１実施形態との相違点を説明する。ラビリンスシール６３０は、高段部環状溝７１を備えるが、低段部環状溝７２（図２参照）を備えない。そのため、第１実施形態に比べ、渦Ｖ４が小さくなる。ラビリンスシール６３０では、高段部環状溝７１および低段部環状溝７２を備えないラビリンスシールに比べ、隙間２５での流体の漏れを抑制できる（第７実施形態も同様）。
【０１１１】
（第７実施形態）
図１２を参照して、第７実施形態のラビリンスシール７３０について、第１実施形態との相違点を説明する。ラビリンスシール７３０は、低段部環状溝７２を備えるが、高段部環状溝７１（図２参照）を備えない。そのため、第１実施形態に比べ、渦Ｖ２が小さくなる。
【０１１２】
（第８実施形態）
図１３を参照して、第８実施形態のラビリンスシール８３０について、第１実施形態との相違点を説明する。
【０１１３】
図２に示すように、第１実施形態のラビリンスシール３０では、降段構造側の構造３０ｂは、昇段構造側の構造３０ａよりも低圧側Ｘ２に配置された。一方、図１３に示すように、第８実施形態のラビリンスシール８３０では、降段構造側の構造３０ｂは、昇段構造側の構造３０ａよりも高圧側Ｘ１に配置される。第１実施形態での昇段構造側の構造３０ａでの流体の流れと、第８実施形態での昇段構造側の構造３０ａでの流体の流れと、は同様である（降段構造側の構造３０ｂでの流体の流れについても同様）。
【０１１４】
以下、第１実施形態の構成要素については図２を参照し、第８実施形態の構成要素については図１３を参照して説明する。上記「高圧側Ｘ１段差部」は、第１実施形態では昇段構造段差部４１であったが、第８実施形態では降段構造段差部４２である。上記「低圧側Ｘ２段差部」は、第１実施形態では降段構造段差部４２であったが、第８実施形態では昇段構造段差部４１である。上記「高段部側フィン」は、第１実施形態では第２フィン５２であったが、第８実施形態では第３フィン５３である。上記「低段部側フィン」は、第１実施形態では第３フィン５３であったが、第８実施形態では第２フィン５２である。
【０１１５】
第１実施形態のラビリンスシール３０は、高圧側Ｘ１から低圧側Ｘ２の順に、高圧側低段部４６と、高段部４７と、低圧側低段部４８と、を備えた。一方、第８実施形態のラビリンスシール８３０は、高圧側Ｘ１から低圧側Ｘ２の順に、高圧側高段部８４６（高圧側平面）と、低段部８４７（ダウンステップ部、中間段部、中間平面）と、低圧側高段部８４８（アップステップ部、低圧側平面）と、を備える。低段部８４７は、高圧側高段部８４６よりも対向方向他方側Ｙ２に配置される。低圧側高段部８４８は、低段部８４７よりも対向方向一方側Ｙ１に配置される。低圧側高段部８４８の対向方向Ｙにおける位置は、高圧側高段部８４６の対向方向Ｙにおける位置と同じでもよく、高圧側高段部８４６よりも対向方向一方側Ｙ１でも良く、高圧側高段部８４６よりも対向方向他方側Ｙ２でもよい。
【０１１６】
（第１３の発明の効果）
図１３に示すラビリンスシール８３０による効果は次の通りである。
［構成１３］降段構造段差部４２は、高圧側Ｘ１段差部である。昇段構造段差部４１は、低圧側Ｘ２段差部である。
【０１１７】
上記［構成１３］により、上記「（第１の発明の効果）」と同様の効果が得られる。
【０１１８】
（第９実施形態）
図１４を参照して、第９実施形態のラビリンスシール９３０について説明する。ラビリンスシール９３０は、図２に示す第１実施形態のものと同様の昇段構造側の構造３０ａを複数備え、第１実施形態のものと同様の降段構造側の構造３０ｂを複数備える。図１４に示すように、例えば、昇段構造側の構造３０ａの数は３であり、降段構造側の構造３０ｂの数は３であり、これらの数は変更されてもよい。昇段構造側の構造３０ａの数と、降段構造側の構造３０ｂの数とは、同じ（それぞれ３）であり、相違してもよい。昇段構造側の構造３０ａと降段構造側の構造３０ｂとは、流れ方向Ｘに並んで配置され、流れ方向Ｘに隣接して配置され、流れ方向Ｘに交互に配置される。
【０１１９】
なお、ラビリンスシール９３０は、第２実施形態〜第７実施形態のように変形されてもよい。また、昇段構造側の構造３０ａおよび降段構造側の構造３０ｂのうち、最も高圧側Ｘ１に配置される構造は、図１４に示す例では昇段構造側の構造３０ａであるが、降段構造側の構造３０ｂでもよい（第８実施形態と同様）。
【０１２０】
（第１４の発明の効果）
図１４に示すラビリンスシール９３０による効果は次の通りである。
［構成１４］昇段構造段差部４１、降段構造段差部４２、フィン５０、および環状溝７０を備える構造（昇段構造側の構造３０ａおよび降段構造側の構造３０ｂ）は、流れ方向Ｘに並んで複数配置される。
【０１２１】
上記［構成１４］により、昇段構造側の構造３０ａおよび降段構造側の構造３０ｂが１つずつのみ設けられる場合に比べ、隙間２５での流体の漏れをより抑制できる。
【０１２２】
（第１０実施形態）
図１５を参照して、第１０実施形態のラビリンスシール１０３０について、第９実施形態との相違点を説明する。第９実施形態では、昇段構造側の構造３０ａと降段構造側の構造３０ｂとが流れ方向Ｘに交互に配置された。一方、第１０実施形態では、複数（図１５では３つ）の昇段構造側の構造３０ａが、流れ方向Ｘに隣接して配置される。また、複数（図１５では３つ）の降段構造側の構造３０ｂが、流れ方向Ｘに隣接して配置される。最も低圧側Ｘ２の昇段構造側の構造３０ａと、最も高圧側Ｘ１の降段構造側の構造３０ｂとは、流れ方向Ｘに隣接して配置される。なお、昇段構造側の構造３０ａと降段構造側の構造３０ｂとが、不規則な順で流れ方向Ｘに並んで配置されてもよい。
【０１２３】
（漏れ量の解析）
下記の、第１構造、第２構造、第３構造、および、比較例の構造それぞれについて、ＣＦＤ解析により漏れ量を求め、漏れ量を比較した。第１構造は、図１６に示すラビリンスシール１１３０を備える構造であり、次のように構成される。第９実施形態（図１４参照）と同様に、昇段構造側の構造３０ａと降段構造側の構造３０ｂとが、流れ方向Ｘに交互に３つずつ配置される。フィン５０の形状は、第３実施形態（図８参照）と同様である。環状溝７０の形状は、第１実施形態（図２参照）と同様である。なお、最も高圧側Ｘ１の昇段構造側の構造３０ａよりも高圧側Ｘ１に、低段部環状溝７２と同様の溝１１７２と、降段構造段差部４２と同様の段差１１４２と、が設けられる。また、高圧側Ｘ１よりも低圧側Ｘ２が、回転軸Ａ（図１参照）に近い。
【０１２４】
図３に示す距離Ｃａと、距離Ｃｂと、厚さＴｂと、を次のように定義する。距離Ｃａは、第２フィン５２の先端部と回転体２０（高段部４７）との対向方向Ｙにおける距離（クリアランス）である。距離Ｃｂは、第３フィン５３の先端部と回転体２０（低圧側低段部４８）との対向方向Ｙにおける距離である。漏れ量の解析に用いたモデルでは、距離Ｃｂは、距離Ｃａと等しい。そこで、距離Ｃａおよび距離Ｃｂを、それぞれＣとする。厚さＴｂは、第３フィン５３の先端部での流れ方向Ｘにおける幅である。
【０１２５】
図１６に示すラビリンスシール１１３０に関する、図３に示す距離Ｃを用いた無次元寸法は次の通りである（各寸法については図３参照）。
Ｇａ＝５Ｃ
Ｗａ＝４．５Ｃ
Ｈａ＝２Ｃ
Ｅａ＝０．５Ｃ
Ｔａ＝０．５Ｃ
Ｌａ＝５Ｃ
Ｇｂ＝５Ｃ
Ｗｂ＝５．５Ｃ
Ｔｂ＝０．５Ｃ
【０１２６】
第２構造は、図１６に示すラビリンスシール１１３０から、すべての低段部環状溝７２および溝１１７２を省略したものである（図１１に示す第６実施形態を参照）。第３構造は、ラビリンスシール１１３０から、すべての高段部環状溝７１を省略したものである（図１２に示す第７実施形態を参照）。比較例の構造は、ラビリンスシール１１３０から、すべての高段部環状溝７１、すべての低段部環状溝７２、および溝１１７２を省略したものである。
【０１２７】
漏れ量の比較結果を図１７に示す。第２構造および第３構造では、比較例の構造よりも漏れ量を低減できた。第２構造および第３構造に比べ、第１構造では、さらに漏れ量を低減できた。第１構造では、比較例の構造に対し、漏れ量を２０％以上低減できた。
【０１２８】
（変形例）
上記の各実施形態は様々に変形されてもよい。上記実施形態の構成要素の一部が設けられなくてもよい。上記実施形態の構成要素の数が変更されてもよい。互いに異なる実施形態の構成要素どうしが組み合わされてもよい。例えば、図２などに示す高段部環状溝７１の形状と低段部環状溝７２の形状とは、異なってもよい。例えば、図２に示すように、回転軸断面における高段部環状溝７１の内部の形状が矩形状の構成と、図９に示すように、低段部環状溝７２が弧状部４７２ｄを備える構成と、が組み合わされてもよい。例えば、弧状部４７２ｄを備える低段部環状溝７２に、図１０に示す高圧側傾斜部５７２ｅおよび低圧側傾斜部５７２ｆの少なくともいずれかが付加されてもよい。
【符号の説明】
【０１２９】
１  回転機械
１０  静止体（ラビリンスシール３０では第１部材）
２０  回転体（ラビリンスシール３０では第２部材）
２５  隙間
３０、１３０、２３０、３３０、４３０、５３０、６３０、７３０、８３０、９３０、１０３０、１１３０  ラビリンスシール
４０  段差部
４１  昇段構造段差部（高圧側段差部、低圧側段差部）
４２、５４２  降段構造段差部（高圧側段差部、低圧側段差部）
５０  フィン
５１  第１フィン
５２  第２フィン（低圧側フィン、高段部側フィン、低段部側フィン）
５３  第３フィン（低圧側フィン、高段部側フィン、低段部側フィン）
７０  環状溝
７１  高段部環状溝
７２  低段部環状溝
４７１ｄ、４７２ｄ  弧状部
５７１ｅ、５７２ｅ  高圧側傾斜部（傾斜部）
５７１ｆ、５７２ｆ  低圧側傾斜部（傾斜部）
Ｘ  流れ方向
Ｘ１  高圧側
Ｘ２  低圧側
Ｙ  対向方向
Ｙ１  対向方向一方側
Ｙ２  対向方向他方側
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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