(57)【要約】      （修正有）【課題】蒸気タービンで使用する調整可能シールを提供する。【解決手段】タービンにシールを設けるシステム２９が提供される。シールシステムは、可動タービン部品２５に近接してハウジング構造体２４内に向けられた保持チャンネル４４を含む。シール部材３２は保持チャンネル内に結合される。シール部材の第１の端部は、ハウジング構造体に固定される。シール部材の第２の端部は、過渡モードと定常運転モードとにそれぞれ対応する第１及び第２の位置の間で保持チャンネルに対して移動可能である。過渡モードは、シール部材と可動タービン部品との間に第１のクリアランスを画成する。定常構成は、第１のクリアランスよりも小さい第２のクリアランスを画成する。シール部材の第２の端部に結合されたテークアップ装置は、第２の端部を第１及び第２の位置の間で移動させる。【選択図】図３
2015075111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービン（１０）にシールを与えるシステム（２９）であって、
タービン内で結合された可動タービン部品に隣接して１以上の保持チャンネル（４４）が画成されるようにタービン内で結合されるハウジング構造体（２４）と、
シール部材（３２）であって、シール部材の第１の端部（３４）がハウジング構造体に固定され、シール部材の第２の端部（３６）が第１の位置と第２の位置との間で１以上の保持チャンネルに対して移動可能であるように、１以上の保持チャンネル内に結合され、第１の位置にあるときにシール部材と可動タービン部品との間に第１のクリアランス（４１）が画成され、第２の位置にあるときにシール部材と可動タービン部品との間に第１のクリアランスよりも小さい第２のクリアランス（４９）が画成される、シール部材と、
シール部材の第２の端部に結合されて第２の端部を第１の位置と第２の位置との間で選択的に移動させるテークアップ装置（５０、６０、７０）と
を備える、システム（２９）。
【請求項２】
テークアップ装置（５０）が、シール部材の第２の端部に結合されたレバー作動装置（５２）を含む、請求項１記載のシステム（２９）。
【請求項３】
テークアップ装置（６０）が、シール部材の第２の端部に結合された線形アクチュエータ装置（６２）を含む、請求項１記載のシステム（２９）。
【請求項４】
テークアップ装置（７０）が、シール部材の第２の端部に結合されたスプロケット及びラック組立体（７２）を含む、請求項１記載のシステム（２９）。
【請求項５】
シール部材の第１の端部（３４）及び第２の端部（３６）が、第２の端部が第１の位置にあるとき及び第２の端部が第２の位置にあるときに重なり合う、請求項１記載のシステム（２９）。
【請求項６】
システムが更に、シール部材の第１の端部（９４）及び第２の端部（９６）が重なり合うときに第１及び第２の端部を互いに接触状態に維持するようにシール部材（９２）に結合されたバネ部材（１０６）を備える、請求項５記載のシステム（９０）。
【請求項７】
システムが更に、第１及び第２の端部が第２の位置にあるときに第１の端部（１１２）の底面（１１３）が第２の端部の底面（１２３）と実質的に同一平面であるように、シール部材（１１１）の第２の端部（１１４）に画成されたオフセット（１１７）を含む、請求項１記載のシステム（１１０）。
【請求項８】
１以上の保持チャンネルが、タービンの円周周りに実質的に延在し、シール部材（３２）が、タービンの円周よりも長い長さを含む、請求項１記載のシステム（２９）。
【請求項９】
１以上の保持チャンネルが、タービンの円周の実質的に半周を延在し、１以上のシール部材（２０２、３０２）が、１以上の保持チャンネルの長さに実質的に等しい長さを含む、請求項１記載のシステム（２００、３００）。
【請求項１０】
第１の端部が、保持チャンネルに対して第１の半径方向位置と少なくとも第２の半径方向位置との間で移動するように結合され、システムが、第１及び第２の半径方向位置で第１の端部を移動させるように第１の端部に結合されたアクチュエータ（２１０、３１０）を備える、請求項１記載のシステム（２００、３００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ターボ機械、特に蒸気タービン用の調整可能シールに関する。
【背景技術】
【０００２】
少なくとも一部の公知の蒸気タービンは、タービンロータブレードの先端と、タービンブレードを囲むシュラウドの内側表面との間に延在するシールを含む。公知の蒸気タービンでは、限定ではないが、始動、暖機、定常状態、シャットダウン、及びクールダウンを含む、複数の様々な運転段階がある。かかる公知の蒸気タービンの少なくとも一部においては、効率を最適化するために、タービンロータブレードの先端とシュラウドの内側表面との間のクリアランスは、蒸気タービンの各運転段階中にできるだけ狭く保持する必要がある。しかし、クリアランスは、蒸気タービンがある運転段階から別の運転段階に移行する際に変化する可能性がある。より詳細には、各運転段階は、温度、圧力及び回転速度などの異なる作動条件を伴い、蒸気タービン内の静止及び可動部品を含む蒸気タービンの部品の間のクリアランスの変化を生じる可能性がある。
【０００３】
少なくとも一部の公知の蒸気タービンにおいて、蒸気タービンが運転段階間を移行するときに可動部品が静止部品と接触すること、及び接触に関連した損傷を生じることを防ぐために、意図的にクリアランスが拡大されている。例えば、少なくとも一部の公知の蒸気タービンにおいて、クリアランスギャップの縮小は、定常運転中よりも過渡運転段階（始動、暖機、シャットダウン、及びクールダウンなど）中の方が大きいので、冷間又は組立クリアランスは、定常運転に必要とされるよりも大きく設定される。加えて、少なくとも一部の公知の蒸気タービンにおいて、蒸気タービンの組み立てを容易にするために、より大きなクリアランスが設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７３０６４２８号明細書
【発明の概要】
【０００５】
１つの態様では、タービン用のシールを設ける方法が提供される。本方法は、タービン内に結合された可動タービン部品に隣接して１以上の保持チャンネルが画成されるようにタービン内にハウジング構造体を結合するステップを含む。本方法はまた、シール部材の第１の端部がハウジング構造体に固定され、シール部材の第２の端部が第１の位置と第２の位置との間で１以上の保持チャンネルに対して移動可能であるように、１以上の保持チャンネル内にシール部材を結合するステップであて、第１の位置にあるときにシール部材と可動タービン部品との間に第１のクリアランスが画成され、第２の位置にあるときにシール部材と可動タービン部品との間に第１のクリアランスよりも小さい第２のクリアランスが画成されるステップを含む。本方法はまた、第２の端部を第１の位置と第２の位置との間で選択的に移動させるように、テークアップ装置をシール部材の第２の端部に結合するステップを含む。
【０００６】
別の態様では、タービンにシールを設けるシステムが提供される。本システムは、１以上の保持チャンネルがタービン内で結合された可動タービン部品に隣接して画成されるようにタービン内で結合されるハウジング構造体を含む。本システムはまた、シール部材であって、シール部材の第１の端部がハウジング構造体に固定され、シール部材の第２の端部が第１の位置と第２の位置との間で１以上の保持チャンネルに対して移動可能であるように１以上の保持チャンネル内に結合され、第１の位置にあるときにシール部材と可動タービン部品との間に第１のクリアランスが画成され、第２の位置にあるときにシール部材と可動タービン部品との間に第１のクリアランスよりも小さい第２のクリアランスが画成されるシール部材を含む。本システムはまた、シール部材の第２の端部に結合されて第２の端部を第１の位置と第２の位置との間で選択的に移動させるテークアップ装置を含む。
【０００７】
別の態様では、タービンシステムが提供される。タービンシステムは、蒸気供給源と、蒸気供給源に結合された蒸気タービンとを含み、蒸気タービンは、ハウジングと、ハウジング内で回転するように結合されたロータと、ロータに結合された１以上のロータブレードとを含む。ロータに負荷が結合される。蒸気タービンは、シールを提供するサブシステムを含む。サブシステムは、タービン内に結合された可動タービン部品に隣接して１以上の保持チャンネルが画成されるように、タービン内に結合されたハウジング構造体を含む。サブシステムはまた、シール部材であって、シール部材の第１の端部がハウジング構造体に固定され、シール部材の第２の端部が第１の位置と第２の位置との間で１以上の保持チャンネルに対して移動可能であるように１以上の保持チャンネル内に結合されたシール部材を含み、第１の位置にあるときにシール部材と可動タービン部品との間に第１のクリアランスが画成され、第２の位置にあるときにシール部材と可動タービン部品との間に第１のクリアランスよりも小さい第２のクリアランスが画成される。サブシステムはまた、シール部材の第２の端部に結合されて第２の端部を第１の位置と第２の位置との間で選択的に移動させるテークアップ装置を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】例示的な蒸気タービンの概略図。
【図２】図１に示す蒸気タービンの拡大図。
【図３】図１に示す蒸気タービンで用いることができる例示的なタービンロータブレードの拡大図。
【図４】図１に示す蒸気タービンで用いることができる例示的な調整可能シールシステムの概略図。
【図５】図４に示す調整可能シールシステムで用いることができる例示的なテークアップ装置の概略図。
【図６】図４に示す調整可能シールシステムで用いることができる代替のテークアップ装置の概略図。
【図７】図４に示す調整可能シールシステムで用いることができる別の代替のテークアップ装置の概略図。
【図８】図１に示す蒸気タービンで用いることができる代替の調整可能シールシステムの側面図。
【図９】図１に示す蒸気タービンで用いることができる別の代替の調整可能シールシステムの側面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書で用いる用語「軸方向」及び「軸方向に」とは、蒸気タービンの長手方向軸線と実質的に平行に延在する方向及び向きを意味する。更に、用語「半径方向」及び「半径方向に」とは、蒸気タービンの長手方向軸線に実質的に垂直に延在する方向及び向きを意味する。加えて、本明細書で用いる用語「円周方向」及び「円周方向に」とは、蒸気タービンの長手方向軸線の周りで円弧状に延在する方向及び向きを意味する。また、本明細書で用いる用語「流体」は、限定ではないが、空気、ガス、液体及び蒸気を含め、流れる媒体又は物質を含む点を理解されたい。
【００１０】
図１は、例示的な蒸気タービン１０の概略図である。タービン１０は、ハウジング１２と、長手方向軸線１９の周りにハウジング１２内で回転するように結合されたロータ１４とを含む。ロータ１４は、例えば、発電機とすることができる負荷１３に結合される。図２は、複数のロータブレード１６及びタービンノズル１８を例示した、蒸気タービン１０の拡大図である。ロータブレード１６は、ロータ１４に結合され、ロータ１４と共に回転する。ノズル１８は、ハウジング１２に結合され、タービンロータブレード１６と交互に配向される。従って、蒸気供給源１７からの蒸気の流れ２１がタービン１０を通って送られると、流れ２１は、ノズル１８及びタービンロータブレード１６を交互に連続して通過する。端部パッキン２０、２３は、蒸気がハウジング１２から漏出するのを防ぐのを可能にする。例示的な実施形態では、蒸気タービン１０は、蒸気タービン１０が本明細書に記載した機能を果たすことができるあらゆる好適な構成を有することができる。
【００１１】
図３は、図１に示す蒸気タービン１０で用いることができるタービンロータブレード１６の拡大図である。例示的な実施形態では、ロータブレード１６（バケットとも呼ばれる）は、翼形部２７と、ロータディスク３３に結合されるダブテール２８とを含む。ロータディスク３３は、ロータ１４（図１に示す）と共に回転するように結合される。各ノズル１８は、ハウジング１２内でステータ構造体２４（外側リングとも呼ばれる）及び３０（内側リング及びダイアフラムとも呼ばれる）に結合されるベーン２６を含む。各ベーン２６は、ロータ１４に対して静止したままである。図３は、翼形部２７の先端２５とステータ構造体２４との間の例示的なクリアランス２２を示している。上述のように、ハウジング１２、構造体２４、３０、及び翼形部２７などの部品は、蒸気タービン１０が過渡運転段階（例えば、始動段階及び暖機段階）から定常運転段階に移行するときに加熱されて膨張する。その結果、少なくとも一部の公知のタービン１０において、クリアランス２２は増加する。図３はまた、蒸気タービン１０の運転中のクリアランス２２の変動に対処するようにステータ構造体２４内で適応された例示的な調整可能シールシステム２９を示している。調整可能シールシステム２９は、ステータ構造体２４において画成される保持チャンネル４４内に向けられたシール部材３２を含む。例示的な実施形態では、シール部材３２は、本明細書に記載した機能を果たすことができるあらゆる好適な構成を有することができる。
【００１２】
図４は、蒸気タービン１０（図１に示す）で用いることができる例示的な調整可能シールシステム２９（図３に示す）の概略図である。過渡運転モード３１において、シール部材３２は、保持チャンネル４４内で半径方向外向きに配向され、ロータブレード先端２５とシール部材３２との間にクリアランス４１を画成する。クリアランス４１は、クリアランス２２よりも大きい。例示的な実施形態では、過渡運転モード３１は、蒸気タービン１０において、始動及び暖機運転などの過渡運転段階中に存在する。例示的な実施形態では、シール部材３２は、重なり端部３４及び３６を含む不連続ループである。蒸気タービン１０が過渡運転モード３１にあるときに、シール部材端部３４及び３６は距離３９で重なり合う。過渡運転モード３１中、シール部材３２は、保持チャンネル４４の開口４５から距離４６だけ離間して配置されるように保持チャンネル４４内に向けられる。例示的な実施形態では、シール部材３２は、断面図４２で分かるように、「Ｔ」型の断面を有する。代替の実施形態では、シール部材３２及び保持チャンネル４４は、シールシステム２９が本明細書に記載した機能を果たすことができるあらゆる好適な構成を有することができる。
【００１３】
例示的な実施形態では、シール部材端部３４は、保持チャンネル４４に対して定位置で固定され、シール部材端部３６は、テークアップ装置（図示せず）に結合される。シール部材３２を過渡運転モード３１から定常運転モード３８にシフトさせるためには、シール部材端部３６は、テークアップ装置より引っ張られ、端部３４及び３６の重なりを距離ΔＬ４０だけ増大させる。距離ΔＬ４０が増大すると同時に、輪を形成するシール部材３２の直径４８が減少する。例示的な実施形態では、ΔＬ４０は、シールシステム２９が本明細書に記載した機能を果たすことができるあらゆる距離とすることができる。シール部材端部３６が引っ張られると、シール部材３２はまた、開口４５に向かって半径方向内向きに押し出されてシール部材３２の一部分４７が開口４５内に入り、その結果、クリアランス４１よりも小さい第２のクリアランス４３が画成される。シールシステム２９を定常運転モード３８から過渡運転モード３１にシフトさせるためには、反対のプロセスが使用され、ここで端部３６が押されて端部３４及び３６の重なりが減少する。例示的な実施形態では、クリアランス４３は、クリアランス２２とほぼ同じである。代替の実施形態では、クリアランス４３は、シールシステム２９が本明細書に記載した機能を果たすことができるあらゆる距離とすることができる。
【００１４】
図５は、シールシステム２９（図３に示す）と共に用いて、シールシステム２９を運転モード３１と運転モード３８との間で選択的にシフトさせることができる代替の例示的なテークアップ装置５０、６０及び７０の概略図である。例示的な実施形態では、各テークアップ装置５０、６０及び７０は、保持チャンネル４４（図３に示す）においてシール部材３２に結合することができる。例えば、テークアップ装置５０は、ステータ構造体（図３に示す）に結合されるレバー組立体５２を含む。組立体５２内では、レバー５４は、シール部材端部３６に結合され、軸線５６の周りで枢動運動するように支持される。例示的な実施形態では、レバー５４は、テークアップ装置５０が本明細書に記載した機能を果たすことができるあらゆる好適な駆動装置（図示せず）を用いて作動させることができる。代替の実施形態（図示せず）において、レバー組立体５２は、レバー５４を１又はそれ以上の位置に解除可能にロックできるようにする、マルモンクランプ（Ｍａｒｍｏｎ  ｃｌａｍｐ）と同様のクランプ装置（図示せず）を含むことができる。
【００１５】
テークアップ装置６０は、ステータ構造体２４（図３に示す）に結合された線形アクチュエータ６２を含む。例示的な実施形態では、線形アクチュエータ６２は、シリンダ６４及び協働ピストン６６を含む。ピストン６６は、シリンダ６４に対して矢印６８の方向で往復動方式で移動可能であり、シール部材端部３６に結合される。例示的な実施形態では、線形アクチュエータ６２は、限定ではないが、加圧空気又は油圧流体など、線形アクチュエータ６２が本明細書に記載した機能を果たすことができるあらゆる好適な媒体を用いて作動することができる。
【００１６】
テークアップ装置７０は、ステータ構造体２４（図３に示す）に結合され、スプロケット組立体７２を含む。スプロケット組立体７２は、複数の歯７６を有するスプロケット７４と、シール部材端部３６に結合された歯付きラック７８とを含む。アクチュエータ（図示せず）が矢印８２で示す方向にスプロケット７４を回転させると、スプロケット７４上の歯７６は、歯付きラック７８上の複数の歯８０と係合し、スプロケット７４の回転方向に応じて、シール部材３２を締め付け又は緩和するようにラック７８を移動させる。
【００１７】
テークアップ装置５０、６０及び７０は各々、シール部材３２の自由端部３６を選択的に移動させ、シール部材３２の重なり量を増大させ、また、シール部材３２によって形成される輪の円周及び直径を減少させるようにする。従って、シール部材３２は、保持チャンネル４４内で半径方向内向きに引っ張られてクリアランス２２（図３に示す）を減少させ、シールシステム２９を過渡運転モード３１（図４に示す）から定常運転モード３８（図４に示す）にシフトさせる。シールシステム２９を定常運転モード３８から過渡運転モード３１にシフトさせるためには、上述の手順を反転させ、重なり量が減少するようにシール部材３２の自由端部３６を押し出すようにする。テークアップ装置５０、６０及び７０は例証に過ぎず、本開示はこれに限定されるものではない。代替の実施形態では、各装置５０、６０及び７０は、シールシステム２９が本明細書に記載した機能を果たすことができるあらゆる好適な構成を有することができる。
【００１８】
各装置５０、６０及び／又は７０は、シール部材端部３４及び３６の重なりを含む。図６は、シール部材端部の重なりに対処する代替のシールシステム９０、１１０の概略図である。システム９０において、シール部材９２は、重なり合うシール部材端部９４、９６を含み、シールシステム２９（図３に示す）の保持チャンネル４４と同じ又は同様の保持チャンネル（図示せず）内に向けられる。かかる実施形態では、シール部材９２は、シールシステム２９（図３に示す）におけるシール部材３２と同じ又は同様の構成を有する。代替の実施形態では、シール部材９２は、シールシステム２９が本明細書に記載した機能を果たすことができるあらゆる好適な構成を有することができる。
【００１９】
例示的な実施形態では、システム９０は、テークアップ装置７０（図５に示す）と同様のテークアップ装置を含む。具体的には、スプロケット１００は、ステータ構造体２４（図３に示す）に結合される。スプロケット１００は、シール部材端部９６上で複数の歯９８を係合する歯１０２を含む。スプロケット１００は、矢印１０４で示す方向でアクチュエータ（図示せず）により回転され、シール部材端部９６は、シール部材端部９４に向かって引き寄せられる。シール部材９２は、保持チャンネル内で半径方向内向きに移動され、シール部材９２が定常運転モードにシフトされる。バネ要素１０６は、半径方向内向きの圧縮力をスプロケット１００に作用させ、シール部材端部９４及び９６を互いに接触状態に維持する。しかし、シールシステム９０は、シール部材が定常運転モード３８（図３に示す）にあるときでもシール部材９２が保持チャンネルと接触しないオフセット１０８を含む。
【００２０】
代替のシールシステム１１０は、シールシステム９０におけるオフセット１０８に対処している。例示的な実施形態では、シールシステム１１０は、シールシステム２９（図３に示す）の保持チャンネル４４と同じ又は同様の保持チャンネル（図示せず）においてシール部材１１１を含む。シール部材端部１１２は、対向するシール部材端部１１４の厚さ１１５よりも小さい厚さ１１３を含む。シール部材端部１１４はまた、オフセット１１７と、シール部材端部１１２と重なるタブ１１９とを含む。その結果、シール部材端部１１２の半径方向内側表面１２１は、過渡及び定常運転モードの両方においてシール部材端部１１４の半径方向内側表面１２３と実質的に同一の高さのままである。シールシステム１１０は、複数の歯１２０を有するスプロケット１１８を含み、複数の歯１２０は、シール部材端部１１４上の複数の歯１１６と係合する。
【００２１】
従って、アクチュエータ（図示せず）が矢印１２２で示す方向でスプロケット１１８を回転させると、シール部材１１１は締め付けられて、シールシステム１１０を定常運転モードにする。シールシステム１１０を過渡運転モードにするためには、スプロケット１１８は、矢印１２２と反対方向で回転される。シールシステム１１０はまた、タブ１１９が端部１１２と接触状態に維持されるようにスプロケット１１８を半径方向内向きに押し付けるバネ要素１２４を含む。シールシステム１１０は、シール部材１１１に異なる端部の厚さ１１３及び１１５を提供することにより、オフセット１０８に対処する。その結果、内側表面１２１及び１２３は、過渡及び定常運転モード（図４に示す）の両方において互いに実質的に同一の高さのままである。例示的な実施形態では、上記の説明を除いて、シール部材１１１は、シール部材３２（図４に示す）と実質的に同様である。代替の実施形態では、シール部材１１１は、シールシステム１１０が本明細書に記載した機能を果たすことができるあらゆる好適な構成を有することができる。
【００２２】
図７は、別の代替のシールシステム１４０の概略図である。例示的な実施形態では、シール部材１４７は、重なり合わない端部１４２及び１４４を有し、シールシステム２９（図３に示す）の保持チャンネル４４と同じ又は同様の保持チャンネル（図示せず）内に収められる。シール部材端部１４４は、保持チャンネルに対する円周方向移動に抗して固定され、タブ１５０を含む。シール部材端部１４２は、保持チャンネルに対して円周方向及び半径方向に移動可能であり、タブ１４６を含む。ピン１６０は、タブ１４６のスロット１４８内で滑動自在に移動できる。カム１５２は、ハウジング構造体（図示せず）及びシール部材端部１４４に結合され、矢印１６２で示す方向でピン１５６の周りを回転可能である。ピン１５６は、端部１４４に対して半径方向に固定される。カム１５２は、偏心ローブ１５４を含み、リンク１５８を介してピン１６０に結合される。
【００２３】
シールシステム１４０が過渡運転モード１４１の状態にあるときに、シール部材端部１４２及び１４４は、ギャップ１６４により分離されている。加えて、シール部材内側表面１４５は、シール部材内側表面１４９から半径方向にオフセットされている。シール部材１４７を過渡運転モード１４１から定常運転モード１４３にシフトするために、アクチュエータ（図示せず）は、カム１５２を回転させて、ローブ１５４がタブ１５０に向かって移動するようにする。カム１５２が回転すると、リンク１５８がピン１６０を引き寄せ、シール部材端部１４２をシール部材端部１４４に向けて移動させてギャップ１６４を塞ぐ。加えて、シール部材端部１４４は、矢印１６６で示す半径方向内向きに移動する。シールシステム１４０を過渡運転モード１４１に戻すために、ローブ１５４がタブ１５０から離れるように向けられるまでカム１５２を回転させる。例示的な実施形態では、アクチュエータは、シールシステム１４０が本明細書に記載した機能を果たすことができるあらゆる好適な構成を有することができる。
【００２４】
シール部材３２（図４及び図５に示す）、シール部材９２（図６に示す）、シール部材１１１（図６に示す）及びシール部材１４７（図７に示す）は、重なり合う又は隣接する端部を有する連続して円周方向に延在する輪である。しかし、少なくとも一部の公知の蒸気タービン１０（図１に示す）は、少なくとも水平方向継手（図示せず）に沿って少なくとも２つの分離可能な部品に分割されるハウジング１２（図１に示す）を含む。従って、図８及び図９は、２分割式（two-piece）蒸気タービンハウジング（図示せず）で使用するように適合された代替のシールシステム２００及び３００をそれぞれ示す。
【００２５】
例示的な実施形態では、シールシステム２００（図８に示す）は、図３に示す保持チャンネル４４と同様の保持チャンネル（図示せず）においてシール部材２０２を含む。しかし、シール部材２０２を保持する保持チャンネルは、約１８０°の円弧、又はタービン（図示せず）の外周のおよそ半分を延在する。シール部材端部２０４は、例えば、キー２０８を介してブロック２０６に結合される。シール部材端部２０４は、矢印２１１で示す方向に半径方向に移動可能であるが、矢印２１３で示す方向に円周方向には移動可能ではないように保持チャンネル内に固定される。代替の実施形態（図示せず）において、シール部材端部２０４は、例えば、ピン−スロット構成（図７に示すような）を介して結合することができ、シール部材端部２０４に結合されたピンが保持チャンネルに隣接するハウジング構造体のスロット内に受けられるようにする。カム２１０は、例えば、ピン２１２の周りを回転するように端部２０４に結合される。カム２１０が、矢印２１６の方向でアクチュエータ（図示せず）により回転されると、カムのローブ２１４は、ブロック２０６を移動させ、端部２０４をシール部材端部２１７に向けて半径方向内向きに押し出す。端部２１７は、矢印２１５で示す方向に半径方向に移動可能であり、また、矢印２１９で示す方向に円周方向に移動可能である。端部２１７は、ブロック２１８に結合される。カム２２０は、ピン２２４の周りを回転するように結合され、偏心ローブ２２２を含む。加えて、カム２２０は、端部２１７に結合されたピン２２８にリンク２２６を介して結合される。
【００２６】
シールシステム２００を過渡運転モード（図７に示す）から定常運転モード（図示せず）にシフトさせるために、アクチュエータ（図示せず）は、矢印２１６で示す方向にカム２１０を回転させ、シール部材端部２０４をシール部材端部２１７に向けて半径方向内向きに移動させる。別のアクチュエータ（図示せず）は、矢印２３０で示す方向にカム２２０を回転させる。その結果、カムローブ２２２は、シール部材端部２１７をシール部材端部２０４に向けて半径方向内向きに移動させる。リンク２２６は、シール部材端部２１７を時計回りの方向に移動させ、保持チャンネル（図示せず）内でシール部材２０２を締め付けるようにする。これに応じて、シールシステム２００は、シール部材２０２を過渡運転モード（図８に示す）から定常運転モード（図示せず）にシフトする。シールシステム２００を過渡構成に戻すためには、上述の運転を反転させる。バネ要素（図示せず）は、シール部材端部２０４、２１７の何れか又は両方に結合され、シール部材端部２０４及び／又はシール部材端部２１７に張力を与え、過渡運転モードにシフトして戻っている間に、シール部材端部２０４、２１７が保持チャンネル内で定常運転モードに「固着」しないように保証することができる。図８に示すシールシステム２００の構成は、例証に過ぎず、本開示はこれに限定されるものではない。代替の実施形態では、シールシステム２００は、シールシステム２００が本明細書に記載した機能を果たすことができるあらゆる好適な構成を有することができる。
【００２７】
図９は、代替のシールシステム３００の概略図である。例示的な実施形態では、シール部材３０２は、図３に示す保持チャンネル４４と同様の保持チャンネル（図示せず）において保持される。しかし、シール部材３０２用の保持チャンネルは、約１８０°の円弧、又はタービン（図示せず）の外周の約半分に延在する。例示的な実施形態では、シール部材端部３０４は、例えば、キー３０８を介してブロック３０６に結合された端部３０４を含む。カム３１０は、ブロック３０６に対して軸線３１２の周りを回転するように結合される。例示的な実施形態では、端部３０４は、矢印３１１の方向の半径方向移動が可能であるように保持チャンネルに結合される。しかし、端部３０４は、矢印３１３で示す円周方向の移動に抗して固定される。カム３１０は、偏心ローブ３１４を含む。シール部材３０２の反対側の端部３２０は、矢印３２１の方向の半径方向と矢印３２３の方向の円周方向の両方に移動可能である。端部３２０は、ブロック３２２に結合される。カム３２４は、軸線３２６の周りを回転するように結合され、偏心ローブ３２８と複数の歯３３０とを含む。歯３３０は、ブロック３２２上に向けられた複数の歯３３４と係合する。
【００２８】
シールシステム３００を過渡運転モード（図９に示す）から定常運転モード（図示せず）にシフトするために、アクチュエータ（図示せず）は、矢印３１６で示す方向にカム３１０を回転させ、シール部材端部３０４をシール部材端部３２０に向けて半径方向内向きに移動させる。別のアクチュエータ（図示せず）は、矢印３３２で示す方向にカム３２４を回転させる。カム３２４は、シール部材端部３２０を円周方向に移動させ、ローブ３２８は、シール部材端部３２０をシール部材端部３０４に向けて半径方向内向きに移動させる。ここで説明した移動の組合せによって、シール部材３０２が保持チャンネル内で締め付けられる。これに応じて、シールシステム３００は、シール部材３０２を過渡運転モード（図９に示す）から定常運転モード（図示せず）にシフトする。シールシステム３００を過渡構成に戻すためには、反転の手順が使用される。バネ要素３１８は、シール部材端部２０４に結合され、シール部材端部２０４に張力を与え、シール部材端部３０４が保持チャンネル内で定常運転モードに「固着」するのを防ぐことができる。従って、バネ要素３１８により、シール部材端部２０４が図９に示す過渡運転モードに確実に戻る。類似のバネ要素（図示せず）をシール部材端部３２０に結合することができる。図９に示すシールシステム３００の構成は、例証に過ぎず、本開示はこれに限定されるものではない。代替の実施形態では、シールシステム３００は、シールシステム３００が本明細書に記載した機能を果たすことができるあらゆる好適な構成を有することができる。
【００２９】
図８及び図９の実施形態では、シールシステム２００及び３００は、タービン１０（図１に示す）で使用するように構成され、ハウジング１２は２分割式構造であり、ハウジング要素の各々がシールシステム２００又は３００を備えている。代替の実施形態では、シールシステム２００又は３００の何れかは、幾つかの部品を有するハウジングを備えたタービンで使用するように構成することができる。
【００３０】
蒸気タービン用の調整可能シールシステム及びその組立方法の例示的な実施形態について上記で詳細に説明された。調整可能シールシステム及びその組立方法は、本明細書で記載される特定の実施形態に限定されず、むしろ、調整可能シールシステムの部品及び／又は組立方法におけるステップは、本明細書に記載した他の部品及び／又はステップとは独立して且つ別個に利用することができる。例えば、本明細書で記載される調整可能シールシステム及び方法はまた、他の機械及び方法と組合せて用いることができ、本明細書で記載される蒸気タービンで実施することにのみ限定されるものではない。むしろ、これら例示的な実施形態は、他の多くのモータ及び／又はタービン用途と関連して実施及び利用することができる。
【００３１】
公知の蒸気タービンのシールシステムとは対照的に、本明細書で記載される調整可能シールシステム及び方法は、蒸気タービンの様々な運転段階中に生じる変化するクリアランス条件に対処するための蒸気タービンの調整可能なシールを可能にする。より詳細には、本明細書で記載される調整可能シールシステム及び方法は、例えば、蒸気タービンの始動及び／又は暖機運転段階中に生じる低温状態の間の蒸気タービンの部品間のクリアランスをより大きくすることができる。加えて、本明細書で記載される調整可能シールシステム及び方法は、例えば、蒸気タービンの定常運転段階中に生じる高温状態の間のクリアランスをより狭くすることができる。
【００３２】
本明細書で記載される方法及びシステムの種々の実施形態の具体的な特徴要素を一部の図面において示され、他の図面では示されていない場合があるが、これは便宜上のことに過ぎない。本発明の原理によれば、図面の何れかの特徴は、他の何れかの図面のあらゆる特徴と組合せて言及し及び／又は特許請求することができる。
【００３３】
本明細書は最良の形態を含む実施例を使用して、本発明の様々な実施形態を開示し、また当業者が、あらゆる装置又はシステムを製作し且つ使用しまたあらゆる組み込み方法を実行することを含む本発明の実施を行うことを可能にもする。本発明の特許保護される範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想起される他の実施例を含むことができる。かかる他の実施例は、請求項の文言と差違のない構造要素を有する場合、或いは、請求項の文言と僅かな差違を有する均等な構造要素を含む場合には、本発明の範囲内にあるものとする。
【符号の説明】
【００３４】
１０  タービン
１２  ハウジング
１３  負荷
１４  ロータ
１６  ロータブレード
１７  蒸気供給源
１８  ノズル
１９  軸線
２０  端部パッキン
２１  流れ
２２  クリアランス
２３  端部パッキン
２４  ステータ構造体
２５  ロータブレード先端
２６  ベーン
２７  バケット
２８  ダブテール
２９  シールシステム
３０  ステータ構造体
３１  過渡運転モード
３２  シール部材
３３  ロータディスク
３４  シール部材端部
３６  シール部材端部
３８  定常運転モード
３９  距離
４０  距離ΔＬ
４１  クリアランス
４２  断面図
４３  クリアランス
４４  保持チャンネル
４５  開口
４６  距離
４７  部分
４８  直径
５０  テークアップ装置
５２  レバー組立体
５４  レバー
５６  軸線
６０  テークアップ装置
６２  線形アクチュエータ
６４  シリンダ
６６  ピストン
６８  矢印
７０  テークアップ装置
７２  スプロケット組立体
７４  スプロケット
７６  歯
７８  ラック
８０  歯
８２  矢印
９０  システム
９２  シール部材
９４  シール部材端部
９６  シール部材端部
９８  歯
１００  スプロケット
１０２  歯
１０４  矢印
１０６  バネ要素
１０８  オフセット
１１０  シールシステム
１１１  シール部材
１１２  シール部材端部
１１３  厚さ
１１４  シール部材端部
１１５  厚さ
１１６  歯
１１７  オフセット
１１８  スプロケット
１１９  タブ
１２０  歯
１２１  内側表面
１２２  矢印
１２３  内側表面
１２４  バネ要素
１４０  シールシステム
１４１  過渡運転モード
１４２  シール部材端部
１４３  定常運転モード
１４４  シール部材端部
１４５  シール部材内側表面
１４６  タブ
１４７  シール部材
１４８  スロット
１４９  シール部材内側表面
１５０  タブ
１５２  カム
１５４  ローブ
１５６  ピン
１５８  リンク
１６０  ピン
１６２  矢印
１６４  ギャップ
１６６  矢印
２００  シールシステム
２０２  シール部材
２０４  シール部材端部
２０６  ブロック
２０８  キー
２１０  カム
２１１  矢印
２１２  ピン
２１３  矢印
２１４  ローブ
２１５  矢印
２１６  矢印
２１７  シール部材端部
２１８  ブロック
２１９  矢印
２２０  カム
２２２  ローブ
２２４  ピン
２２６  リンク
２２８  ピン
２３０  矢印
３００  シールシステム
３０２  シール部材
３０４  シール部材
３０６  ブロック
３０８  キー
３１０  カム
３１１  矢印
３１２  軸線
３１３  矢印
３１４  ローブ
３１６  矢印
３１８  バネ要素
３２０  シール部材端部
３２１  矢印
３２２  ブロック
３２３  矢印
３２４  カム
３２６  軸線
３２８  ローブ
３３０  歯
３３２  矢印
３３４  歯
【図１】
2015075111.tif 000003
【図２】
2015075111.tif 000004
【図３】
2015075111.tif 000005
【図４】
2015075111.tif 000006
【図５】
2015075111.tif 000007
【図６】
2015075111.tif 000008
【図７】
2015075111.tif 000009
【図８】
2015075111.tif 000010
【図９】
2015075111.tif 000011