(57)【要約】【課題】作動流体の変動に伴うシールフィンの振動を抑制することができる軸シール装置を提供する。【解決手段】回転軸の軸方向に隣接されて配置された高圧領域と低圧領域とをシールする軸シール装置１０において、回転軸が貫通する貫通孔を有するケース部材１２と、ケース部材１２の貫通孔に沿って固定された固定端部１１ａと、貫通孔の径方向に自由に振動する自由端部１１ｂと、回転軸の軸方向に沿って形成されたシール面１１ｃとを有する複数のシールフィン１１と、自由端部１１ｂのシール面１１ｃの裏面１１側から接触または一定の隙間を確保した非接触状態で延在する弾性部材２１とを備えた。【選択図】  図５
2011226612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の軸方向に隣接されて配置された高圧領域と低圧領域とをシールする軸シール装置において、
前記回転軸が貫通する貫通孔を有するケース部材と、
前記ケース部材の前記貫通孔に沿って固定された固定端部と、前記貫通孔の径方向に自由に振動する自由端部と、前記回転軸の軸方向に沿って形成されたシール面とを有する複数のシールフィンと、
前記自由端部の前記シール面の裏面側から接触または一定の隙間を確保した非接触状態で前記シールフィンの振動を抑制する振動抑制部材とを備えたことを特徴とする軸シール装置。
【請求項２】
前記振動抑制部材は、前記回転軸の円周方向に延在する弾性部材である請求項１記載の軸シール装置。
【請求項３】
前記弾性部材は、前記ケース部材に固定された固定端と、複数の前記シールフィンの前記シール面の裏面側に延在する自由端とを有する請求項２記載の軸シール装置。
【請求項４】
前記ケース部材は、前記貫通孔の周方向に複数に分割されており、
前記弾性部材は、分割された前記ケース部材毎に設けられた請求項３記載の軸シール装置。
【請求項５】
各前記シールフィンは、一方で隣接する前記シールフィンと接触する面側から接触方向に突出した接触片と、他方で隣接する前記シールフィンと接触する面側における前記シール面の裏面側に設けられた切欠き部とを有する突出部を前記自由端部に有し、
隣接する前記シールフィンの前記接触片と前記切欠き部とは、嵌め合い関係を成す請求項２記載の軸シール装置。
【請求項６】
前記接触片は、先端部が前記切欠き部より突出し、前記弾性部材と接触または近接する請求項５記載の軸シール装置。
【請求項７】
各前記シールフィンは、前記シール面の裏面と垂直な面を成して突出し、前記面に孔部が形成された接触棚をさらに備え、
前記弾性部材の自由端部は、隣接する前記シールフィンの前記孔部を順次貫通した請求項３記載の軸シール装置。
【請求項８】
各前記シールフィンは、前記シール面の裏面と垂直な面を成して突出し、前記面上に孔部が形成された接触棚をさらに備え、
前記弾性部材は、前記ケース部材に配置された前記シールフィンが形成する形状にほぼ対応する円弧状に形成された一または複数の部材であり、
各前記弾性部材は、隣接する所定数の前記シールフィンの前記孔部を順次貫通した後前記接触棚に固定されるための抜け止め部を両端に有する請求項２記載の軸シール装置。
【請求項９】
前記接触棚は、各前記シールフィンが一方で隣接する前記シールフィンと接触する辺に形成された請求項７または８記載の軸シール装置。
【請求項１０】
前記接触棚は、各前記シールフィンが隣接する２枚の前記シールフィンと接触する辺にそれぞれ形成された請求項７または８記載の軸シール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸の軸方向に隣接させて配置された高圧領域と低圧領域とをシールする軸シール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービン、ガスタービン、空気圧縮機、ポンプなどの蒸気、水、空気、ガスなどの作動流体を取り扱う回転機械においては、作動流体に差圧が生じる領域において回転軸に沿って作動流体が漏出することを防止するための軸シール装置が設けられる。
【０００３】
従来、軸シール装置の一種として、高圧領域側から低圧領域側に向かって延びるシール面が形成された自由端を有する複数のフィンを備えたものが知られている。複数のフィンは、溶接その他の公知の取り付け手段によって回転軸の周りに接触または非接触に環状に定置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１４４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したフィンを備えた軸シール装置は、作動中に回転軸とフィンとのシール隙間に生ずる圧力によるフィンの浮揚力と、シール部差圧によるフィンのシール面裏面からの回転軸表面方向への押付け力とのつりあい状態が不安定となる場合がある。さらに、シール部周辺の作動流体の流れの状態から、フィンの自由端が回転軸の半径方向に振動する場合がある。フィンの自由端が振動すると、シール隙間が周期的に変化し漏出量の増加を招くという課題がある。
【０００６】
さらに、フィンの固定端に自由端の振動による繰り返し疲労が生じ、フィンの亀裂あるいは破断を引き起こすという課題がある。フィンの損傷あるいは破断は、著しい作動流体の漏出量の増加を引き起こし、シール性能の低下につながるという課題があった。
【０００７】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、作動流体の流れ速度や圧力などの状態の変動に伴うシールフィンの振動を抑制することができる軸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】
【０００８】
本発明に係る軸シール装置は、上述した課題を解決するために、回転軸が貫通する貫通孔を有するケース部材と、前記ケース部材の前記貫通孔に沿って固定された固定端部と、前記貫通孔の径方向に自由に振動する自由端部と、前記回転軸の軸方向に沿って形成されたシール面とを有する複数のシールフィンと、前記自由端部の前記シール面の裏面側から接触または一定の隙間を確保した非接触状態で前記シールフィンの振動を抑制する振動抑制部材とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る軸シール装置は、作動流体の変動に伴うシールフィンの振動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る軸シール装置を用いた回転機械の一例である軸流タービンの断面図。
【図２】本発明に係る軸シール装置の第１実施形態を示す外観図。
【図３】図２の軸シール装置のIII−III間の断面図。
【図４】第１実施形態における軸シール装置および回転軸を軸方向から示す図。
【図５】図３の軸シール装置をシール面側から示す部分拡大図。
【図６】図５の軸シール装置のVI−VI間の断面図。
【図７】軸シール装置の第１実施形態の変形例を示す図。
【図８】（Ａ）は第２実施形態における軸シール装置のシールフィンをシール面側から示す外観図、（Ｂ）はシールフィンをシール面裏面側から示す外観図。
【図９】第２実施形態における軸シール装置の隣接する２枚のシールフィンをシール面裏面側から示す図。
【図１０】第２実施形態における軸シール装置の一部を軸方向から示す図。
【図１１】第３実施形態における軸シール装置のシールフィンを示す外観図。
【図１２】第３実施形態における軸シール装置の一部を軸方向から示す図。
【図１３】図１２の軸シール装置のXIII−XIII間の断面図。
【図１４】第３実施形態における軸シール装置の第１の変形例であり、軸シール装置の一部を軸方向から示す図。
【図１５】図１４の軸シール装置のXIV−XIV間の断面図。
【図１６】第３実施形態における軸シール装置の第２の変形例であり、軸シール装置の一部を軸方向から示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［第１実施形態］
本発明に係る軸シール装置の第１実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係る軸シール装置を用いた回転機械の一例である軸流タービンの断面図である。
【００１３】
軸流タービン１は、回転軸２を作動流体Ｆで回転させ、運動エネルギを出力軸端３から得る。
【００１４】
圧力容器４は、圧力隔壁５により高圧領域としての高圧室６と、高圧室６より圧力が低い領域である低圧室７とに分割される。回転軸２は、圧力容器４および圧力隔壁５を貫通して配置される。
【００１５】
軸シール装置１０は、回転軸２の軸方向に隣接して配置された高圧領域と低圧領域とをシールする。具体的には、圧力隔壁５により形成された圧力容器４の内部の高圧室６と低圧室７や、圧力容器４により形成された圧力容器４の内部の低圧室７と外気とをシールする。
【００１６】
図２は、本発明に係る軸シール装置の第１実施形態を示す外観図である。
【００１７】
図３は、図２の軸シール装置１０のIII−III間の断面図である。
【００１８】
図４は、第１実施形態における軸シール装置１０および回転軸２を軸方向から示す図である。
【００１９】
軸シール装置１０は、円環状のケース部材１２に複数のシールフィン１１が配置されて構成される。軸シール装置１０は、図１に示す圧力隔壁５や圧力容器４に取り付けられる。なお、本実施形態においては、軸シール装置１０を圧力隔壁５などに取り付け可能な形状のものとして説明するが、圧力隔壁５や圧力容器４と一体の構成としてもよい。
【００２０】
図２および図３に示すように、ケース部材１２は、回転軸２が貫通する貫通孔を有し、貫通孔に沿った円環内面にはシールフィン固定面１２ａを有する。シールフィン固定面１２ａは、円環の軸方向と直交する断面が多角形状となっている。この多角形状は、例えば軸流タービン１の作動時において必要なシールフィン１１と回転軸２とのすきまの値に応じて幾何学的に決定される。例えば、ｎ枚のシールフィン１１が配置される場合には、シールフィン固定面１２ａの断面はほぼ正ｎ角形で形成される。
【００２１】
図２〜図４に示すように、シールフィン１１は、シールフィン固定面１２ａの一辺の長さにほぼ等しい幅（短辺長さ）を有する。シールフィン１１は、シールフィン固定面１２ａの多角形状に合わせて、精度よく等間隔に配置される。また、シールフィン１１は、回転軸２の軸方向に沿ってシール面を形成するように回転軸２の表面と接触状態または一定の初期隙間を確保した非接触状態で配置される（図４においては非接触状態で示されている。）。
【００２２】
図５は、図３の軸シール装置１０をシール面側から示した部分拡大図である。
【００２３】
図６は、図５の軸シール装置１０のVI−VI間の断面図である。
【００２４】
シールフィン１１は短冊状に形成された一枚の薄板状の、例えば金属製の部材である。シールフィン１１は、固定端部１１ａ、自由端部１１ｂおよびシール面１１ｃを有する。
【００２５】
固定端部１１ａは、シールフィン１１の長手方向の一端部分であり、ケース部材１２のシールフィン固定面１２ａに対して固定された部分である。固定端部１１ａは、例えば電子ビーム溶接やＴＩＧ溶接やアーク溶接や接着などの各種固定方法でシールフィン固定面１２ａに固定される。
【００２６】
自由端部１１ｂは、固定端部１１ａがケース部材１２に固定されているのに対して、軸シール装置１０（すなわちケース部材１２の貫通孔）の径方向に自由に振動する。自由端部１１ｂは、固定端部１１ａ以外の自由にたわむことができる領域を含むものとする。
【００２７】
シールフィン１１の回転軸２の表面に対向する面には、回転軸２の軸方向に沿うシール面１１ｃが形成される。シール面１１ｃは、他の領域より厚みが小さくされた凹部１１ｄを有する。例えば、シールフィン１１が０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度の厚みを有する場合には、凹部１１ｄの深さは数μｍから数十μｍになっている。凹部１１ｄの外形は、例えばシールフィン１１の幅方向の一方向に開口した略コ字型となっている。凹部１１ｄの開口の向きは、回転軸２の回転方向に沿って流れる作動流体Ｆが凹部１１ｄの幅方向の境界となる壁面１１ｅで淀むように（行き止まりとなって流れ速度が圧力すなわち動圧に替わるように）、回転軸２の回転方向に応じて決定される。
【００２８】
ケース部材１２とケース部材１２に固定されたシールフィン１１とは、高圧領域側（図６では高圧室６側）に開口する空間室１３を形成する。空間室１３は、ケース部材１２の内周壁１２ｂと、シールフィン１１のシール面１１ｃの裏面であるシール面裏面１１ｆとで形成される。
【００２９】
ケース部材１２には、略円形に配置されたシールフィン１１の自由端部１１ｂのシール面裏面１１ｆ側から接触または一定の隙間を確保した非接触状態でシール部あるいは回転軸２の円周方向に延在する弾性部材２１が配置される。弾性部材２１は、ケース部材１２に配置されたシールフィン１１で形成された略円形に合わせて略円形に成型され、断面矩形または円形を有する。弾性部材２１は、一端がケース部材１２に固定された固定端２１ａである。固定端２１ａ以外の部分は周囲の構造に固定されず、シールフィン１１のシール面裏面１１ｆ側のシール部の軸長手方向に延在する自由端となっている。固定端２１ａは、自由端である円形部分から径方向外側に折り曲げられ、ケース部材１２の内周壁１２ｂに各種溶接やねじ締結方法などで固定される。
【００３０】
なお、図６に示す回転軸２のシール面１１ｃと対向する位置には、予定されたシール効果を得るために径方向外側に所定量突出した突出部２ａが設けられた例が示されている。
【００３１】
次に、本実施形態における軸シール装置１０の作用を説明する。回転軸２が回転を始めると、ケース部材１２とシールフィン１１とで形成された空間室１３に作動流体Ｆが流れ込む。シールフィン１１は、シール面裏面１１ｆに作動流体Ｆが持つ圧力による力を受け、回転軸２の表面へ近接しようとする。
【００３２】
同時に回転軸２の表面付近の雰囲気すなわち作動流体Ｆは、その粘性特性により回転軸２の回転に巻き込まれてシールフィン１１と回転軸２の表面との間に流入する。流入した作動流体Ｆは、シールフィン１１のシール面１１ｃに設けられた凹部１１ｄにも流入する。凹部１１ｄは、壁面１１ｅで回転方向（回転軸２の円周方向）に行き止まりとなっている。このため、凹部１１ｄの内部の圧力が高くなる。シールフィン１１は凹部１１ｄに生じる圧力による力を受け、回転軸２の表面から離れようとする。
【００３３】
シールフィン１１は、固定端部１１ａがケース部材１２に固定されているのみで、一端が自由端部１１ｂとなっている。このため、シールフィン１１は、空間室１３内の圧力によるシール面裏面１１ｆに受ける力と、シール面１１ｃの凹部１１ｄに生ずる圧力によるシール面１１ｃに受ける力とがつりあう位置までたわむ。これにより回転軸２とシールフィン１１との接触を生じることなく、作動流体Ｆの漏洩を防止することができる。
【００３４】
シールフィン１１は、回転軸２が回転している間は自由端部１１ｂが初期設定位置より回転軸２表面から離れる方向に変位する。軸流タービン１の運用状態の変化により作動流体Ｆの流量、圧力などが変化すると、シールフィン１１の周囲の作動流体Ｆの流量や圧力などの状態も変化する。これらの変化に応じて、空間室１３内の圧力によりシール面裏面１１ｆに受ける力と、シール面１１ｃの凹部１１ｄに生ずる圧力によるシール面１１ｃに受ける力とのつり合いにも変化が生じる。場合によっては周期的な変化となり、シールフィン１１も周期的にたわみが変化することから、自由端部１１ｂも周期的に変位する。すなわち、自由端部１１ｂが振動を起こす。
【００３５】
このとき、シールフィン１１の外周側に定置した弾性部材２１は、シール面裏面１１ｆの一部に接触または近接している。このため、シールフィン１１の自由端部１１ｂは、半径方向外側、すなわち弾性部材２１に近づく方向へ変位することで弾性部材２１に接触する場合がある。弾性部材２１は、シールフィン１１との接触により円周方向に摺動しながら径を大きくする。
【００３６】
シールフィン１１は、付加された各方向の合力と弾性部材２１の復元力（弾性力）とがつり合う位置に周期的に変位する。弾性部材２１とシールフィン１１との接触部の摺動は摩擦となり、各部材の変位を拘束しながら、繰り返しの運動エネルギを吸収する。すなわち、本実施形態においては、弾性部材２１が振動抑制部材として作用している。
【００３７】
このように第１実施形態における軸シール装置１０によれば、回転機械の運用状態の変化で生ずるシールフィン１１の自由端部１１ｂの振動変位を振動抑制部材である弾性部材２１により抑制することができる。これにより、振動が発生した場合にシールフィン１１の固定端部１１ａ付近に生ずる振動応力を低減することができる。
【００３８】
また、振動応力によるシールフィン１１の繰り返し疲労を低減し、繰り返し疲労によるシールフィン１１の亀裂あるいは破断などの損傷防止することができ、軸流タービン１の運用状態に係わらず安定したシール効果を得ることができる。さらに、シールフィン１１の自由端部１１ｂを弾性部材２１で支持することにより、半径方向外側への過大な変位あるいは変形を防止することができる。
【００３９】
なお、第１実施形態においては、円形に配置されたシールフィン１１のシール面裏面１１ｆを一の弾性部材２１で支持する例を説明した。しかし、弾性部材２１は、シールフィン１１のシール面裏面１１ｆを支持できれば複数に分割された円弧状の弾性部材２１を適用してもよい。
【００４０】
図７は、軸シール装置の第１実施形態の変形例を示す図である。図７は、図４（軸シール装置１０および回転軸２を軸方向から示す図）に対応する図である。
【００４１】
ケース部材３２は、半円弧状に２分割されている。同様に、弾性部材４１は、自由端が半円弧状を形成するように２分割されている。弾性部材４１は、それぞれ分割されたケース部材３２毎に設けられ、それぞれの固定端４１ａがケース部材３２に固定される。図７においては、弾性部材４１が半円弧状に２分割された例を示したが、２以上に分割してもよい。
【００４２】
弾性部材４１を複数に分割してそれぞれのケース部材３２に固定することにより、軸シール装置３０を円周方向に複数に分割することができる。例えばケース部材３２および弾性部材４１を２分割した場合には、回転軸２を取り囲むケース部材３２の下側半分を残し、上側半分のみを取り外すことができ、軸流タービン１のごとき定期的に内部点検のための分解および組立を要する横置き型の円筒形状の回転機械などにも適用が可能となる。
【００４３】
なお、第１実施形態においては、ケース部材１２の内周面に形成されたシールフィン固定面１２ａを円環軸方向に直交する断面形状が多角形となるように構成した。しかし、シールフィン固定面１２ａを断面円形状に構成してもよい。シールフィン１１の枚数が多く、断面形状が実質的に円に近づく場合などに好適である。この場合、シールフィン１１の幅方向（円周方向）の形状をシールフィン固定面１２ａに合わせるように変形させて固定するか、あるいは電子ビーム溶接やアーク溶接などの溶接部によりシールフィン固定面１２ａとシールフィン１１の間を塞ぐように固定すればよい。
【００４４】
また、凹部１１ｄはシール面１１ｃのみならず、シール面１１ｃと対向する回転軸２（突出部２ａ）側に設けてもよい。また、シールフィンの固定端部１１ａを低圧室７側、自由端部１１ｂを高圧室６側に設けた例を説明したが、これとは逆に固定端部１１ａを高圧室６側、自由端部１１ｂを低圧室７側に設けた構成を有する軸シール装置に本実施形態における軸シール装置１０を適用することができる。上述した変形例および以下の各実施形態においても同様である。
【００４５】
［第２実施形態］
本発明に係る軸シール装置の第２実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００４６】
図８（Ａ）は、第２実施形態における軸シール装置５０のシールフィン５１をシール面５１ｃ側から示す外観図、（Ｂ）は、シールフィン５１をシール面裏面５１ｆ側から示す外観図である。
【００４７】
図９は、第２実施形態における軸シール装置５０の隣接する２枚のシールフィン５１をシール面裏面５１ｆ側から示す図である。
【００４８】
図１０は、第２実施形態における軸シール装置５０の一部を軸方向から示す図である。
【００４９】
第２実施形態における軸シール装置５０が第１実施形態における軸シール装置と異なる点は、シールフィン５１が突出部５３を有する点である。第２実施形態における軸シール装置５０および軸流タービンが第１実施形態における軸シール装置１０および軸流タービン１と対応する構成および部分については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００５０】
突出部５３は、シールフィン５１の自由端部５１ｂの先端部に設けられる。突出部５３は、接触片５３ａと接触片切欠き部５３ｂを有する。
【００５１】
接触片５３ａは、シールフィン５１の長手方向の一方の側面、すなわち一方で隣接するシールフィン５１と接触する面側から隣接するシールフィン５１と接触する方向（シールフィン５１の幅方向）に伸びた部分である。接触片５３ａは、シール面５１ｃ側の面が先端部に向けて厚みが小さくなるように傾斜している。接触片切欠き部５３ｂは、接触片５３ａが設けられた長手方向の側面とは異なる側面、すなわち他方で隣接するシールフィン５１と接触する面側に設けられた切欠き部である。接触片切欠き部５３ｂは、接触片５３ａの傾斜角度にほぼ対応してシール面裏面５１ｆ側が傾斜している。
【００５２】
図９および図１０に示すように、隣接するシールフィン５１にそれぞれ設けられた接触片５３ａと接触片切欠き部５３ｂとは、互いに嵌め合い関係となるようにケース部材１２に配置される。また、接触片５３ａは、接触片切欠き部５３ｂから弾性部材２１方向に突出する。これにより、シールフィン５１と弾性部材２１は、接触片５３ａ先端部において接触または近接することになる。
【００５３】
第２実施形態における軸シール装置５０によれば、隣接するシールフィン５１が突出部５３の接触片５３ａおよび接触片切欠き部５３ｂで互いに嵌り合うため、自由端部５１ｂ側においても隣接するシールフィン５１と隙間なく円周方向に整列することができる。
【００５４】
また、弾性部材２１とシールフィン５１との接触を、シール面裏面５１ｆから突出した接触片５３ａで行うことにより、著しい摺動摩擦によるシールフィン５１の磨耗でシールフィン５１の平坦面を損なうことなく接触片５３ａ付近のみを磨耗させることが可能となる。
【００５５】
よってシールフィン５１の振動を抑制しつつ、シールフィン５１に磨耗による損傷を与えず、より長い期間にわたって、シール性能を確保することが可能となる。
【００５６】
［第３実施形態］
本発明に係る軸シール装置の第３実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００５７】
図１１は、第３実施形態における軸シール装置６０のシールフィン６１を示す外観図である。
【００５８】
図１２は、第３実施形態における軸シール装置６０の一部を軸方向から示す図である。
【００５９】
図１３は、図１２の軸シール装置のXIII−XIII間の断面図である。
【００６０】
第３施形態における軸シール装置６０が第１実施形態における軸シール装置と異なる点は、シールフィン６１に接触棚６２を設けた点である。第３実施形態における軸シール装置６０および軸流タービンが第１実施形態における軸シール装置および軸流タービン１と対応する構成および部分については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００６１】
シールフィン６１の接触棚６２は、シールフィン６１の自由端部６１ｂ先端部における長手方向の一辺、すなわち一方で隣接するシールフィン６１と接触する辺からシール面裏面６１ｆと垂直な面を成すように所定量突出した部分である。なお、接触棚６２の位置は上述した位置に限らない。接触棚６２には、貫通孔６２ａが形成される。貫通孔６２ａは、ほぼ円形状に配置されたシールフィン６１のシール面裏面６１ｆ側に延在する弾性部材７１を貫通させるための孔である。
【００６２】
弾性部材７１は、固定端７１ａを介してケース部材１２に固定される。弾性部材７１は隣接する貫通孔６２ａを順次貫通する。弾性部材７１は、接触棚６２に対して固定されず、貫通孔６２ａ内の範囲を超えることなく定置される。
【００６３】
第３実施形態における軸シール装置６０によれば、部分的な数枚のシールフィン６１に大変位を伴う振動が生じた場合においても、弾性部材７１との接触を保つことができる。このため、振動の抑制効果がより確実になり、シールフィン６１の損傷を防止し、シール性能を確保することが可能となる。
【００６４】
なお、第３実施形態においては、弾性部材７１は固定端７１ａを介してケース部材１２に固定される例を示した。しかし、以下の第１および第２の変形例に示すように弾性部材７１を接触棚６２による支持のみで定置してもよい。
【００６５】
図１４は、第３実施形態における軸シール装置の第１の変形例であり、軸シール装置８０の一部を軸方向から示す図である。
【００６６】
図１５は、図１４の軸シール装置のXIV−XIV間の断面図である。
【００６７】
弾性部材８１は、ケース部材１２に配置されたシールフィン６１が形成する円形状にほぼ対応する円弧状に形成された一または複数の部材からなる。弾性部材８１は、複数の部材によって不連続的に略円形状を形成して、シールフィン６１のシール面裏面６１ｆ側に延在する。これらの弾性部材８１は、隣接する所定数（図１４においては３枚）のシールフィン６１の接触棚６２の貫通孔６２ａを順次貫通する。弾性部材７１の両端部は、半径方向外側に折り曲げられることにより形成された抜け止め８１ａおよび８１ｂを有する。弾性部材８１は、この抜け止め８１ａ、８１ｂによって貫通孔６２ａから抜け出ることなく接触棚６２に定置される。
【００６８】
第３実施形態における第１の変形例における軸シール装置８０によれば、弾性部材８１はシールフィン６１の変形に対してケース部材１２のようなシールフィン６１以外の部材に拘束されることがないため、シールフィン６１の変位に対する弾性部材８１の追従性を向上させることができる。また、部分的な枚数のシールフィン６１に大変位を伴う振動が生じた場合であっても、弾性部材８１とシールフィン６１との摺動摩擦による振動の抑制効果を確実に得ることができる。
【００６９】
図１６は、第３実施形態における軸シール装置１００の第２の変形例であり、軸シール装置１００の一部を軸方向から示す図である。
【００７０】
シールフィン１０１の接触棚１０２は、シール面１０１ｃの自由端部１０１ｂ先端部における長手方向の両辺、すなわち隣接する２枚のシールフィン１０１と接触する面側からそれぞれシール面裏面１０１ｆに向かって垂直に所定量突出した部分である。すなわち、接触棚１０２は、１枚のシールフィン１０１が隣接する２枚のシールフィン１０１と接触する辺からシール面裏面６１ｆと垂直な面を成すように所定量突出した部分である。接触棚１０２には、ほぼ円形状に配置されたシールフィン１０１のシール面裏面１０１ｆ側に延在する弾性部材８１を貫通させるための貫通孔１０２ａがそれぞれ設けられる。
【００７１】
弾性部材８１は、上述した第１の変形例と同様に円弧状に形成された一または複数の部材からなる。これらの弾性部材８１は、隣接する所定数のシールフィン１０１にそれぞれ２つずつ設けられた接触棚１０２の貫通孔１０２ａを順次貫通する。弾性部材８１の両端部は、半径方向外側に折り曲げられることにより形成された抜け止め８１ａおよび８１ｂを有する。弾性部材８１は、この抜け止め８１ａ、８１ｂによって接触棚１０２に定置される。
【００７２】
隣接するシールフィン１０１の隣接する接触棚１０２は、互いに固定することなく接触している。これにより、シールフィン１０１の自由端部１０１ｂ側に振動が生じた場合、隣接するシールフィン１０１の接触棚１０２同士が擦れあい、摺動摩擦を生じさせる。
【００７３】
第３実施形態における第２の変形例としての軸シール装置１００によれば、上述した第１の変形例により奏する効果に加え、シールフィン１０１に大変位を伴う振動が生じた場合においても摺動摩擦による振動の抑制効果がより確実になり、シールフィン１０１の破損を防止することができる。この結果、軸シール装置１００のシール性能を確保することが可能となる。
【００７４】
なお、第３実施形態における第１および第２の変形例で説明した抜け止め８１ａ、８１ｂに代えて、例えば弾性部材８１の端部に別の部材を溶接などで固定することにより抜け止めとしてもよい。また、一つの弾性部材８１が固定されるシールフィン１０１の枚数は特に限定するものではなく、２枚以上であれば何枚でもよい。すなわち、弾性部材８１の分割数は、特に限定するものではない。
【００７５】
なお、上記第１から第３実施形態は各々特徴点を示したものであり、必要に応じて上記第１から第３実施形態の各々を組み合わせて実施することができる。また、図１に示した第１実施形態においては、軸シール装置１０を軸流タービンに適用する場合を例にとって説明したが、これに限らず、第１から第３実施形態で説明したシール装置はいずれも、ターボ圧縮機やタービンポンプ、あるいはその他の回転機械に適用可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１  軸流タービン
２  回転軸
６  高圧室
７  低圧室
１０、３０、５０、６０、８０、１００  軸シール装置
１１、５１、６１、１０１  シールフィン
１１ａ  固定端部
１１ｂ、５１ｂ、６１ｂ、１０１ｂ  自由端部
１１ｃ、５１ｃ、１０１ｃ  シール面
１１ｄ  凹部
１１ｅ  壁面
１１ｆ、５１ｆ、６１ｆ、１０１ｆ  シール面裏面
１２、３２  ケース部材
１２ａ  シールフィン固定面
１２ｂ  内周壁
１３  空間室
２１、４１、７１、８１  弾性部材
２１ａ、３２ａ、７１ａ  固定端
５３  突出部
５３ａ  接触片
５３ｂ  接触片切欠き部
６２、１０２  接触棚
６２ａ、１０２ａ  貫通孔
【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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