(57)【要約】【課題】ノズルダイヤフラムに嵌めこまれて設けられるマルチチップフィンが、蒸気に含まれる固体粒子に侵食されて脱落するのを防ぐことのできるシール装置を提供することを目的とする。【解決手段】本実施形態では、蒸気の固体粒子が直接あたる該当部位に、耐食性の高い材料やコーティングの使用およびマルチチップフィンを侵食性の高い範囲と、それ以外で異なる材料とで使い分けた別体構造、さらにマルチチップフィンのかかり部が減耗した際に、戻りバネを軸方向に設置しておくことで、バネの弾性力によってリングが脱落しない構造を提供することにより上記目的を達成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気を動翼に導くためのノズル板を保持するとともに、下流側に庇部を有するノズルダイ
ヤフラム外輪と、
前記ノズルダイヤフラム外輪の庇部と前記動翼の先端との間をシールするために、前記庇
部に嵌合するマルチチップフィンと、
を備える蒸気タービンに用いられるシール装置において、
前記ノズルダイヤフラム外輪の庇部とマルチチップフィンとが嵌合する部位であって、前
記ノズルダイヤフラム外輪の庇部とマルチチップフィン双方における、前記蒸気が当たる
上流側の所定部位は、前記ノズルダイヤフラム外輪の庇部からの前記マルチチップフィン
の脱落を防止するための脱落防止構造を備えることを特徴とする蒸気タービン用シール装
置。
【請求項２】
前記脱落防止構造として、前記所定部位の耐食性が、前記所定部位以外の部位と比べて高
くしてあることを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービン用シール装置。
【請求項３】
前記所定の部位には、耐食性の高い鋼板を用いることを特徴とする請求項２に記載の蒸気
タービン用シール装置。
【請求項４】
前記所定の部位には、耐食性の高いコーティングを施すことを特徴とする請求項２に記載
の蒸気タービン用シール装置。
【請求項５】
前記脱落防止構造として、前記マルチチップフィンの庇部を上流側に延伸させたことを特
徴とする請求項１に記載の蒸気タービン用シール装置
【請求項６】
前記脱落防止構造として、マルチチップフィンを上流部、下流部とで分割し、前記上流部
は、前記下流部に比べて耐食性が高いことを特徴とする請求項１に記載の蒸気タービン用
シール装置。
【請求項７】
前記脱落防止構造として、前記ノズルダイヤフラムに軸方向に埋め込まれ、前記ノズルダ
イヤフラムと前記マルチチップフィンとの間に設けられるバネを備え、前記バネの弾性力
によって前記マルチチップフィンを下流側に付勢する特徴とする請求項１に記載の蒸気タ
ービン用シール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐侵食性を有する蒸気タービン用シール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービンは高温高圧の蒸気エネルギーをノズルによって膨張させ速度エネルギーに
変換する。この膨張させた蒸気を動翼に吹き付けることによって回転力が発生し、ロータ
に駆動力を生ずる。しかしその一部は動翼の外に漏洩し、損失を生ずる。通常シールフィ
ン等によってこの漏洩を低減するような設計がなされている。動翼先端から漏れ出る蒸気
を低減させるために、一般に動翼対向部のノズルダイヤフラム外輪にはラジアル方向にフ
ィンが取り付けられており、動翼との間隙を低減させる。
【０００３】
従来構造には、フィンがノズルダイヤフラム外輪に直植えされているものや、図６に示す
とおり、ノズル板３を支持するノズルダイヤフラム外輪２にダブテール形状のかかり部を
設け、ロータ６に植えられた動翼５の先端に向かい合うようにリング状のマルチチップフ
ィン１を挿入するセグメントタイプがある。
【０００４】
スケールが多分に含まれる蒸気が流れる蒸気タービン流路内においては、スケールによっ
てタービン内部の各部品が侵食される。特に蒸気タービン中圧初段などでは、ボイラから
飛来する酸化スケール等の固体粒子が多く含まれた蒸気が流入する。ノズルを通過した固
体粒子は動翼入口でバウンドし、ノズル背側と動翼入口間で旋回しながら、マルチチップ
フィン１を支持するノズルダイヤフラム外輪２を侵食し、侵食が進むとマルチチップフィ
ン１が脱落する。脱落した場合、タービン性能が低下するだけでなく脱落したマルチチッ
プフィン１により、隣接する動翼が接触損傷し、最悪の場合起動停止する恐れもある。従
って、動翼先端に対向するノズルダイヤフラム外輪２に何らかの措置を施し、侵食を防止
する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７―１４６８５７号公報
【特許文献２】特開２０１３―１６７２２１号公報
【特許文献３】特開２０１２−１４５０６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前述のようにノズルダイヤフラムに嵌めこまれて設けられるマルチチップフィ
ンが、蒸気に含まれる固体粒子に侵食されて脱落するのを防ぐことのできるシール装置を
提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、蒸気の固体粒子が直接あたる該当部位に、耐食性
の高い材料やコーティングの使用およびマルチチップフィンを侵食性の高い範囲と、それ
以外で異なる材料とで使い分けた別体構造、さらにマルチチップフィンのかかり部が減耗
した際に、戻りバネを軸方向に設置しておくことで、バネの弾性力によってリングが脱落
しない構造を提供することにより上記目的を達成する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ノズルダイヤフラムに嵌めこまれて設けられるマルチチップフィンが、
蒸気に含まれる固体粒子に侵食されて脱落するのを防ぐことが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係わる軸流タービンとシール装置の実施形態について添付図面を参照し
て説明する。
【００１０】
（実施形態１）
以下、本発明の実施例として、図面を参照して説明する。図１は本発明の実用例に係るノ
ズルダイヤフラム外輪および動翼、ロータの概略図である。ノズルダイヤフラム外輪２は
ノズル板３を保持するとともに、下流側に延び、動翼５に対向する庇部２ａを有する。
【００１１】
蒸気はノズル板３により動翼５に導かれて動翼５に回転力が生じ、動翼５と一体になった
図示しないロータを回転させる。
【００１２】
蒸気が動翼５に導かれる際に、動翼５とノズルダイヤフラム外輪２それぞれにフィン構造
をもつシール装置を設けることにより、動翼５とノズルダイヤフラム外輪２との間の蒸気
の漏洩を少なくする。
【００１３】
ノズルダイヤフラム外輪２の庇部２ａは、マルチチップフィンかかり部２０を有し、かか
り部２０にリング状のマルチチップフィン１が係合してシール装置を構成する。
【００１４】
蒸気に含まれる固体粒子が、マルチチップフィン１およびこれを保持するノズルダイヤフ
ラム外輪２のマルチチップフィンかかり部２０に当たったとしても、侵食がすすまないよ
うに、マルチチップフィンかかり部２０の上流側に耐食板２２を設ける。さらに、マルチ
チップフィン１の上流側にも耐食板２４を設ける。要は、マルチチップフィン１とノズル
ダイヤフラム外輪２とが嵌まり合う部位の上流側に耐食板２２，２４を設けたことを特徴
とする。
【００１５】
耐食板２２，２４は、ノズルダイヤフラム外輪２、マルチチップフィン１の本体側の素材
に比べて耐食性の高いた部材であり、例えばステンレス鋼である。
【００１６】
この耐食板２２，２４はダイヤフラム外輪２およびマルチチップフィン１に対し軸方向ま
たは周方向にピン等の締結材で数箇所固定あるいは溶接にて接着させる。
【００１７】
第１の実施形態によれば、蒸気の固体粒子がシール装置の上流側にあたっても、耐食板２
０，２２が設けられているので、ダイヤフラム外輪２およびマルチチップフィン１の侵食
がすすまないようにすることができ、マルチチップフィン１がダイヤフラム外輪２から脱
落するのを防止することができ、脱落したマルチチップフィンが動翼に接触して損傷する
こともなくなる。
【００１８】
（実施形態２）
図２は本発明の実施形態２に係るノズルダイヤフラムおよび動翼の概略図である。本実施
形態は、実施形態１における耐食板を用いる代わりに、マルチチップフィンを支持するノ
ズルダイヤフラム外輪部において、両者が嵌り合う部位であって上流側の、侵食の厳しい
範囲に位置するノズルダイヤフラム外輪２とマルチチップフィン１とに耐食性の高いコー
ティング２６，２８を施した一例である。
【００１９】
この構造によっても第１の実施形態と同様の効果を得られる。さらには、第１実施形態で
は耐食板を外輪、マルチチップフィンそれぞれに固定するための部材が必要であったが、
コーティングを施す場合は固定用の部材が不要であるとの効果もある。
【００２０】
（実施形態３）
図３は本発明の実施形態３に係るノズルダイヤフラムおよび動翼の概略図である。本実施
形態はマルチチップフィン１の庇部３０を延伸させることで、ノズルダイヤフラム外輪２
のマルチチップフィンかかり部２０において、旋回したスケールの直撃を防止する効果を
有する構造としている。更にマルチチップフィンかかり部２０とマルチチップフィン１と
の接触面を広げることで脱落の防止効果を有する構造としている。
【００２１】
（実施形態４）
図４は本発明の実施形態４に係るノズルダイヤフラムおよび動翼の概略図である。本実施
形態４では、侵食作用が厳しい上流側に耐食性の高い材料で製作されたマルチチップフィ
ン９ａを、下流側は従来材料を用いたマルチチップフィン９ｂ構造としている。両マルチ
チップフィンは締結ボルト１１によって締結される。マルチチップフィン９ｂとノズルダ
イヤフラム外輪２は下流側でシール面を形成するため、ボルトは上流側から挿入する。
【００２２】
実施形態４によれば、耐食性の高い材料からなる部材がフィンと一体であるため、フィン
に蒸気の固体粒子があたっても、侵食するのを防ぐことができる。
【００２３】
（実施形態５）
図５は本発明の実施形態５に係るノズルダイヤフラムおよび動翼の概略図である。本実施
形態は、マルチチップフィンとノズルダイヤフラム外輪のかかり部２０が侵食により減耗
しても、軸方向に均等に配置された戻りバネ１１によってリングが脱落しない構造となっ
ている。戻りバネの一端はダイヤフラム外輪に埋め込まれており、マルチチップフィンを
外輪に挿入する際嵌まり合う構造となっている。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態１に係る耐食板を有するノズルダイヤフラムおよびマルチチップフィン
【図２】実施形態２に係る腐食範囲をコーティング材により保護したノズルダイヤフラム
【図３】実施形態３に係るマルチチップフィンの庇部拡大構造
【図４】実施形態４に係る異なる材質のリングを一体化したマルチチップフィン構造
【図５】実施形態５に係る戻りバネを有する構造
【図６】従来型マルチチップフィン構造
【符号の説明】
【００２５】
１・・・マルチチップフィン
２・・・ノズルダイヤフラム外輪
３・・・ノズル板
４・・・ノズルダイヤフラム内輪
５・・・動翼
６・・・ロータ
９ａ・・・高耐食性材質マルチチップフィン
９ｂ・・・従来材質マルチチップフィン
１０・・・締付ボルト
１１・・・戻りバネ
２０・・・マルチチップフィンかかり部
２２，２４・・・耐食板
２６，２８・・・耐食コーティング
３０・・・マルチチップフィンの庇部
【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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