(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の周りに沿って環状に形成された陥没部と、
固定体の結合溝に固定される環状のパッキンボディと、
前記パッキンボディの固定溝に載置され、内側に断面が円形の第１中溝部が形成された第１ベースと、一側は断面が円形の円形部に形成されて前記第１中溝部に配置され、他側は断面が四角形であり、前記第１中溝部から前記回転体方向に伸張する伸張部に形成され、前記伸張部の先端が前記パッキンボディと前記回転体との間で前記陥没部外に配置される第１回動本体と、を含む支持部材と、
一端部は前記支持部材の前記第１回動本体に支持され、他端部は前記陥没部内に配置されるブラシシールと、
前記パッキンボディの少なくとも一側部に配置される歯形部と、
を含み、前記支持部材は、前記第１回動本体の回動を支持するように、前記第１回動本体に提供される貫通ホールに挿入され、両端部が前記パッキンボディに連結される第１回動シャフトをさらに含む、タービンのシーリング構造。
【請求項２】
前記第１ベース上で前記第１回動本体の伸張部が配置される部位は、互いに逆向きに傾斜した一対の傾斜部が形成される、請求項１に記載のタービンのシーリング構造。
【請求項３】
前記第１回動本体は、前記パッキンボディの内側周りに沿って円周方向に複数に分割配置される、請求項２に記載のタービンのシーリング構造。
【請求項４】
複数の前記第１回動本体の間に流体の漏洩が遮断されるように、前記第１回動本体の伸張部の両側には第１インターパッキン部が配置される、請求項３に記載のタービンのシーリング構造。
【請求項５】
前記回転体上で前記陥没部の両側端に一対の段付部が形成され、前記回転体の軸方向の移動時、前記ブラシシールが前記一対の段付部に密着して流体の流れを遮断する、請求項１から４のいずれか一項に記載のタービンのシーリング構造。
【請求項６】
前記一対の段付部の上端にそれぞれ互いに異なる方向に傾斜した一対の微細傾斜部が形成され、前記回転体の軸方向の移動時、前記ブラシシールが前記一対の微細傾斜部に密着して流体の流れを遮断する、請求項５に記載のタービンのシーリング構造。
【請求項７】
前記一対の微細傾斜部のいずれか一側の傾斜度は、対向する前記第１ベースの傾斜部のいずれか一側の傾斜度と同一である、請求項６に記載のタービンのシーリング構造。
【請求項８】
回転体の周りに沿って環状に形成された陥没部と、
固定体の結合溝に固定される環状のパッキンボディと、
前記パッキンボディの固定溝に載置され、内側に断面が扇形の第２中溝部が形成された第２ベースと、一側はラウンド部に形成されて前記第２中溝部に配置され、他側は断面が四角形であり、前記第２中溝部から前記回転体方向に伸張する伸張部に形成され、前記伸張部の先端が前記パッキンボディと前記回転体との間で前記陥没部外に配置される第２回動本体と、を含む支持部材と、
一端部は前記支持部材の前記第２回動本体に支持され、他端部は前記陥没部内に配置されるブラシシールと、
前記パッキンボディの少なくとも一側部に配置される歯形部と、
を含み、前記支持部材は、前記第２回動本体の回動を支持するように、前記第２回動本体に提供される貫通ホールに挿入され、両端部が前記パッキンボディに連結される第２回動シャフトをさらに含む、タービンのシーリング構造。
【請求項９】
前記支持部材は、
前記第２ベースの第２中溝部の両側に形成された載置溝と、
前記載置溝を眺める方向に曲線状に突出し、前記第２回動本体の両側に配置されるガイドバーと、
前記ガイドバーと前記載置溝の内部に配置される弾性体とをさらに含む、請求項８に記載のタービンのシーリング構造。
【請求項１０】
前記第２回動本体は、前記パッキンボディの内側周りに沿って円周方向に複数に分割配置される、請求項９に記載のタービンのシーリング構造。
【請求項１１】
複数の前記第２回動本体の間に流体の漏洩が遮断されるように、前記第２回動本体の伸張部の両側には第２インターパッキン部が配置される、請求項１０に記載のタービンのシーリング構造。
【請求項１２】
前記回転体上で前記陥没部の両側端に一対の段付部が形成され、前記回転体の軸方向の移動時、前記ブラシシールが前記一対の段付部に密着して流体の流れを遮断する、請求項８から１１のいずれか一項に記載のタービンのシーリング構造。
【請求項１３】
前記一対の段付部の上端にそれぞれ互いに異なる方向に傾斜した一対の微細傾斜部が形成され、前記回転体の軸方向の移動時、前記ブラシシールが前記一対の微細傾斜部に密着して流体の流れを遮断する、請求項１２に記載のタービンのシーリング構造。
【請求項１４】
回転体の周りに沿って環状に形成された陥没部と、
固定体の結合溝に固定される環状のパッキンボディと、
前記パッキンボディの固定溝に載置され、内側に断面が円形の第１中溝部が形成された第１ベースと、一側は断面が円形の円形部に形成されて前記第１中溝部に配置され、他側は断面が四角形の伸張部に形成された第１回動本体とを含む支持部材と、
一端部は前記支持部材の前記第１回動本体に支持され、他端部は前記陥没部内に配置されるブラシシールと、
前記パッキンボディの少なくとも一側部に配置される歯形部と、
を含み、前記支持部材は、前記第１回動本体の回動を支持するように、前記第１回動本体に提供される貫通ホールに挿入され、両端部が前記パッキンボディに連結される第１回動シャフトをさらに含む、タービンのシーリング構造。
【請求項１５】
回転体の周りに沿って環状に形成された陥没部と、
固定体の結合溝に固定される環状のパッキンボディと、
前記パッキンボディの固定溝に載置され、内側に断面が円形の第１中溝部が形成された第１ベースと、一側は断面が円形の円形部に形成されて前記第１中溝部に配置され、他側は断面が四角形の伸張部に形成された第１回動本体とを含む支持部材と、
一端部は前記支持部材の前記第１回動本体に支持され、他端部は前記陥没部内に配置されるブラシシールと、
前記パッキンボディの少なくとも一側部に配置される歯形部と、
を含み、前記回転体上の前記陥没部の両側端に一対の段付部が形成され、前記一対の段付部の上端にそれぞれ互いに異なる方向に傾斜した一対の微細傾斜部が形成され、前記一対の微細傾斜部のいずれか一側の傾斜度は、対向する前記第１ベースの傾斜部のいずれか一側の傾斜度と同一である、タービンのシーリング構造。
【請求項１６】
回転体の周りに沿って環状に形成された陥没部と、
固定体の結合溝に固定される環状のパッキンボディと、
前記パッキンボディの固定溝に載置され、内側に断面が扇形の第２中溝部が形成された第２ベースと、一側はラウンド部に形成されて前記第２中溝部に配置され、他側は断面が四角形の伸張部に形成された第２回動本体とを含む支持部材と、
一端部は前記支持部材の前記第２回動本体に支持され、他端部は前記陥没部内に配置されるブラシシールと、
前記パッキンボディの少なくとも一側部に配置される歯形部と、
を含み、前記支持部材は、前記第２回動本体の回動を支持するように、前記第２回動本体に提供される貫通ホールに挿入され、両端部が前記パッキンボディに連結される第２回動シャフトをさらに含む、タービンのシーリング構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービンのシーリング構造に関し、より詳細には、固定体に配置されるブラシシール、ラビリンスシールの構造、および回転体に配置されるバケットチップ（ｂｕｃｋｅｔ  ｔｉｐ）部位の接触部の形状を改善して、回転体の軸方向の動きにもバケットチップ部位のシーリング力を維持することができるタービンのシーリング構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、タービン（ｔｕｒｂｉｎｅ）は、ガス（ｇａｓ）、スチーム（ｓｔｅａｍ）などの流体の熱エネルギーを機械エネルギーの回転力に変換する動力発生装置で、流体によって軸回転するように複数の回転翼（ｂｕｃｋｅｔ）を含むロータ（ｒｏｔｏｒ）と、ロータの周りを囲んで設けられ、複数の固定翼（ｄｉａｐｈｒａｍ）が備えられたケーシング（ｃａｓｉｎｇ）とを含む。
【０００３】
ここで、ガスタービンは、圧縮機セクションと燃焼器とタービンセクションとを含んで構成され、圧縮機セクションの回転によって外部空気が吸入、圧縮された後に燃焼器に送られ、燃焼器で圧縮空気と燃料との混合によって燃焼が行われる。燃焼器で発生した高温・高圧のガスは、タービンセクションを通過しながらタービンのロータを回転させて発電機を駆動させる。
【０００４】
スチームタービンの場合、高圧タービンセクションと中圧タービンセクションおよび低圧タービンセクションを直列または並列に連結してロータを回転させるが、直列構造からなる場合には、高圧タービンセクションと中圧タービンセクションおよび低圧タービンセクションが１つのロータを共有する。
【０００５】
スチームタービンにおいて、それぞれのタービンは、ケーシング内部のロータを中心として固定翼と回転翼とを備えており、スチームが固定翼と回転翼を通過しながらロータを回転させて発電機を駆動させることができる。
【０００６】
この時、ガスタービンとスチームタービンは、固定体（固定翼）に対して回転体（バケット）が相対的に回転する構造であるので、固定体と回転体との間の間隙に高温・高圧の流体の漏洩が発生し、このような流体の漏洩は、動力損失によるエネルギー効率低下の一因となっており、前記回転体と固定体との間の間隙で発生する流体の漏洩を減少させるための努力が持続的に行われている。
【０００７】
流体の漏洩を最小化するためには、優先的に固定体と回転体との間の間隙を最小化しなければならないが、間隙を狭めるにも様々な制約が発生する。
【０００８】
例えば、間隙が狭すぎる場合には、回転体が軸回転する時、回転体と固定体が互いに干渉を起こしてラビング（ｒｕｂｂｉｎｇ）による振動が発生し、これはタービンに重大な損傷を起こす。
【０００９】
一方、スチームタービンは、ボイラから流入する高温のスチームが回転体と固定体に熱を加えるため、運転および起動停止時、位置によって数ｍｍから数十ｍｍまで膨張または収縮する。この時、回転体と固定体は、素材の特性が異なって膨張するだけでなく、タービンの構造によって膨張する方向も異なって回転体と固定体が運転中に干渉を起こしてラビングが発生したりする。
【００１０】
図１Ａ〜図１Ｃには、従来の回転体のうちのバケットチップ部位と固定体１のケーシング部位との間のシーリング構造が開示される。従来より、このような固定体１と回転体との間のシーリング強化のために多様な努力が試みられてきた。そのような努力から、ラビリンスシールの配置構造変更、バケットチップ部位の形状変更などの結果物が導出された。
【００１１】
まず、図１Ａをみると、バケットチップ部位５は平坦部を形成し、固定体１のシーリング構造は、中央部にブラシシール４を固定する支持体２を配置し、両側にラビリンスシール３を配置する構造が示されている。ところが、このような従来の構造は、回転体の激しい軸方向の動きによってバケットチップ部位５とラビリンスシール３およびブラシシール４の間の位置がずれると、流体の漏洩を遮断できない問題がある。
【００１２】
また、図１Ｂをみると、バケットチップ部位５の他の形状として突起部を形成し、固定体１のシーリング構造は、中央部にブラシシール４を配置し、両側にラビリンスシール３を配置する構造が示されている。これも、回転体の激しい軸方向の移動が発生すると、バケットチップ部位５とラビリンスシール３およびブラシシール４の間の位置がずれるにつれ、流体の漏洩を遮断できないといった問題が発生することがある。これに加えて、ラビリンスシール３の歯形部がバケットチップ部位５の突起部に衝突して破損する問題が生じ得る。
【００１３】
そして、図１Ｃをみると、図１Ｂに開示されたラビリンスシール３の破損問題を改善するために、バケットチップ部位５のラビリンスシールの歯形部７を配置した構造が示される。この場合、回転体の激しい軸方向の動きが発生すると、ブラシシール４とラビリンスシールの歯形部７が互いに衝突して、いずれも摩耗や破損する問題が発生することがある。これは、長期的にはシーリング能力の低下を誘発し、窮極的にタービンの出力低下を発生させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】米国特許第６４３９８４４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上記の従来技術の問題を解決するためになされたものであって、その目的は、固定体に配置されるブラシシール、ラビリンスシールの構造、および回転体に配置されるバケット部位の接触部の形状を改善して、回転体の軸方向の動きにもバケットチップ部位のシーリング力を維持することができる装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的を達成するための本発明は、タービンのシーリング構造に関し、回転体の周りに沿って環状に形成された陥没部と、固定体の結合溝に固定される環状のパッキンボディと、前記パッキンボディの中央部に配置されるブラシシールの支持部材と、一端部は前記支持部材に固定され、他端部は前記陥没部内に配置されるブラシシールと、前記パッキンボディの少なくとも一側部に配置される歯形部とを含むことができる。
【００１７】
また、本発明の実施形態では、前記支持部材は、断面が四角形状であり、一側は前記パッキンボディの内側に固定され、他側は前記回転体方向に伸張する。
【００１８】
また、本発明の実施形態では、前記回転体上で前記陥没部の両側端に一対の段付部が形成され、前記回転体の軸方向の移動時、前記ブラシシールが前記段付部に密着して流体の流れを遮断することができる。
【００１９】
また、本発明の実施形態では、前記支持部材は、前記パッキンボディの固定溝に載置され、内側に断面が円形の第１中溝部が形成された第１ベースと、一側は断面が円形の円形部に形成されて前記第１中溝部に配置され、他側は断面が四角形の伸張部に形成されて前記ブラシシールを支持するように提供される第１回動本体とを含むことができる。
【００２０】
また、本発明の実施形態では、前記第１ベース上で前記第１回動本体の伸張部が配置される部位は、互いに異なる方向に傾斜した一対の傾斜部が形成される。
【００２１】
また、本発明の実施形態では、前記支持部材は、前記第１回動本体の回動を支持するように、前記第１回動本体に提供される貫通ホールに挿入され、両端部が前記パッキンボディに連結される第１回動シャフトをさらに含むことができる。
【００２２】
また、本発明の実施形態では、前記第１回動本体は、前記パッキンボディの内側周りに沿って円周方向に複数に分割配置される。
【００２３】
また、本発明の実施形態では、前記複数の第１回動本体の間に流体の漏洩が遮断されるように、前記第１回動本体の伸張部の両側には第１インターパッキン部が配置される。
【００２４】
また、本発明の実施形態では、前記回転体上で前記陥没部の両側端に一対の段付部が形成され、前記回転体の軸方向の移動時、前記ブラシシールが前記段付部に密着して流体の流れを遮断することができる。
【００２５】
また、本発明の実施形態では、前記一対の段付部の上端にそれぞれ互いに異なる方向に傾斜した一対の微細傾斜部が形成され、前記回転体の軸方向の移動時、前記ブラシシールが前記微細傾斜部に密着して流体の流れを遮断することができる。
【００２６】
また、本発明の実施形態では、前記一対の微細傾斜部のいずれか一側の傾斜度は、対向する前記第１ベースの傾斜部のいずれか一側の傾斜度と同一である。
【００２７】
また、本発明の実施形態では、前記支持部材は、前記パッキンボディの固定溝に載置され、内側に断面が扇形の第２中溝部が形成された第２ベースと、一側はラウンド部に形成されて前記第２中溝部に配置され、他側は断面が四角形の伸張部に形成されて前記ブラシシールを支持するように提供される第２回動本体とを含むことができる。
【００２８】
また、本発明の実施形態では、前記支持部材は、前記第２回動本体の回動を支持するように、前記第２回動本体に提供される貫通ホールに挿入され、両端部が前記パッキンボディに連結される第２回動シャフトをさらに含むことができる。
【００２９】
また、本発明の実施形態では、前記支持部材は、前記第２ベースの第２中溝部の両側に形成された載置溝と、前記載置溝を眺める方向に曲線状に突出し、前記第２回動本体の両側に配置されるガイドバーと、前記ガイドバーと前記載置溝の内部に配置される弾性体とをさらに含むことができる。
【００３０】
また、本発明の実施形態では、前記第２回動本体は、前記パッキンボディの内側周りに沿って円周方向に複数に分割配置される。
【００３１】
また、本発明の実施形態では、前記複数の第２回動本体の間に流体の漏洩が遮断されるように、前記第２回動本体の伸張部の両側には第２インターパッキン部が配置される。
【００３２】
また、本発明の実施形態では、前記回転体上で前記陥没部の両側端に一対の段付部が形成され、前記回転体の軸方向の移動時、前記ブラシシールが前記段付部に密着して流体の流れを遮断することができる。
【００３３】
また、本発明の実施形態では、前記一対の段付部の上端にそれぞれ互いに異なる方向に傾斜した一対の微細傾斜部が形成され、前記回転体の軸方向の移動時、前記ブラシシールが前記微細傾斜部に密着して流体の流れを遮断することができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、バケットチップ部位に、従来と異なって陥没部を構成して、固定体のブラシシールを陥没部に配置させることで、バケットの軸方向の動きがあっても、ブラシシールが陥没部両側の段付部に接触して漏洩流体の流れを遮断するようになって、シーリング能力が維持可能になる。
【００３５】
また、ブラシシールの両側にはラビリンスシールを配置して、バケットの両側におけるシーリング能力を補強することができる。
【００３６】
さらに、固定体に配置されるブラシシールを一定角度に回動可能に構成し、バケットの陥没部両側の段付部に傾斜面を構成して、バケットの軸方向動きの発生時、ブラシシールと傾斜面との接触でシーリング能力が維持可能になる。
【００３７】
これは、窮極的にタービンのシーリング能力の向上による出力損失を防止することができ、部品の使用寿命を延ばすのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１Ａ】従来のタービンのバケットチップ部位のシーリング構造を示す図である。
【図１Ｂ】従来のタービンのバケットチップ部位のシーリング構造を示す図である。
【図１Ｃ】従来のタービンのバケットチップ部位のシーリング構造を示す図である。
【図２】本発明であるタービンのシーリング構造の第１実施形態を示す図である。
【図３】図２に示された発明の作動状態図である。
【図４】本発明であるタービンのシーリング構造の第２実施形態を示す図である。
【図５】図４に示された発明の作動状態図である。
【図６】図４に示された発明のＡ−Ａ'投影方向に対する断面図である。
【図７】本発明であるタービンのシーリング構造の第３実施形態を示す図である。
【図８】図７に示された発明の作動状態図である。
【図９】図７に示された発明のＢ−Ｂ'投影方向に対する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、添付した図面を参照して、本発明に係るタービンのシーリング構造の好ましい実施形態を詳細に説明する。
【００４０】
図２は、本発明であるタービン１０のシーリング構造の第１実施形態を示す図であり、図３は、図２に示された発明の作動状態図である。図２および図３を参照すれば、本発明の第１実施形態では、陥没部１１０と、パッキンボディ３０と、支持部材４０と、ブラシシール４１と、歯形部３１とを含んで構成される。
【００４１】
まず、前記陥没部１１０は、回転体の周りに沿って環状に形成される。ここで、回転体は、好ましくは、バケット１００のチップ部位であってもよいが、必ずしもこれに限定されるものではなく、ガスタービンまたはスチームタービンの内側に配置されて回転する部品のいずれの部位も可能である。本発明の実施形態では、バケット１００のチップ部位に限定して説明する。
【００４２】
回転体のバケット１００は、回転体の円周方向に沿って配置され、これによってバケット１００のチップ部位に形成された前記陥没部１１０も、バケット１００のチップ部位上で環状形態に実現できる。図２には軸方向断面図が示されており、バケット１００のチップ部位に加工された前記陥没部１１０の形状を確認することができる。
【００４３】
前記パッキンボディ３０は、固定体２０の結合溝２１に固定される。前記パッキンボディ３０も、円周方向に形成された固定体２０の結合溝２１に沿って環状形態に実現できる。本発明の実施形態では、前記パッキンボディ３０の断面がＨ形態で表現されたが、その断面が必ずしもこれに限定されるものではなく、タービン１０の固定体２０に形成された結合溝２１の多様な形態に対応して変更可能である。前記パッキンボディ３０の両側の載置段部３２が固定体２０の結合溝２１に載置されながら固定体２０に結合固定される。
【００４４】
前記支持部材４０は、前記パッキンボディ３０の中央部の固定溝３３に配置され、前記ブラシシール４１を固定する。この時、支持部材４０の一側は前記パッキンボディ３０の内側に固定され、他側は前記回転体方向に伸張する。本発明の第１実施形態では、前記支持部材４０の断面を最も単純な四角形形態で表現したが、必ずしもこの形状に限定されるものではなく、タービン１０の構造に応じて他の形状にも変更可能である。そして、前記支持部材４０は、前記固定溝３３に溶接、ボルト締結などの多様な方法で結合できる。
【００４５】
そして、前記ブラシシール４１は、一端部は前記支持部材４０に固定され、他端部は前記陥没部１１０内に配置される。
【００４６】
前記歯形部３１は、前記パッキンボディ３０の少なくとも一側部に配置される。すなわち、前記歯形部３１は、前記パッキンボディ３０のいずれか一側（通常、流体の漏洩が発生する側）または両側ともに設けられる。本発明の実施形態では、前記パッキンボディ３０の両側ともに設けることでシーリング能力を強化する。また、前記歯形部３１は、ラビリンスシールで実現できるが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００４７】
以下、図３を参照すれば、タービン１０が作動してケーシングの内部で回転体が回転すると、回転体は正確に定位置でのみ回転するのではなく、流体との衝撃、各種振動などによって軸方向の動きが発生する。これによって、前記ブラシシール４１とバケット１００のチップ部位の位置が変更される。
【００４８】
この時、回転体のバケット１００のチップ部位上で前記陥没部１１０の両側端に一対の段付部１２０が形成され、回転体の軸方向の移動時、前記ブラシシール４１が前記段付部１２０に密着して流体の流れを遮断する。そして、前記ブラシシール４１の両側には前記歯形部３１が形成されていて、流体の漏洩をより抑制することができる。
【００４９】
次に、図４は、本発明であるタービン１０のシーリング構造の第２実施形態を示す図であり、図５は、図４に示された発明の作動状態図であり、図６は、図４に示された発明のＡ−Ａ'投影方向に対する断面図である。
【００５０】
図４〜図６を参照すれば、本発明の第２実施形態では、陥没部１１０と、パッキンボディ３０と、支持部材５０と、ブラシシール５９と、歯形部３１とを含んで構成される。
【００５１】
まず、前記陥没部１１０は、回転体の周りに沿って環状に形成される。ここで、回転体は、好ましくは、バケット１００のチップ部位であってもよいが、必ずしもこれに限定されるものではなく、ガスタービンまたはスチームタービンの内側に配置されて回転する部品のいずれの部位も可能である。本発明の実施形態では、バケット１００のチップ部位に限定して説明する。
【００５２】
回転体のバケット１００は、回転体の円周方向に沿って配置され、これによってバケット１００のチップ部位に形成された前記陥没部１１０も、バケット１００のチップ部位上で環状形態に実現できる。図４には軸方向断面図が示されており、バケット１００のチップ部位に加工された前記陥没部１１０の形状を確認することができる。
【００５３】
前記パッキンボディ３０は、固定体２０の結合溝２１に固定される。前記パッキンボディ３０も、円周方向に形成された固定体２０の結合溝２１に沿って環状形態に実現できる。本発明の実施形態では、前記パッキンボディ３０の断面がＨ形態で表現されたが、その断面が必ずしもこれに限定されるものではなく、タービン１０の固定体２０に形成された結合溝２１の多様な形態に対応して変更可能である。前記パッキンボディ３０の両側の載置段部３２が固定体２０の結合溝２１に載置されながら固定体２０に結合固定される。
【００５４】
前記支持部材５０は、前記パッキンボディ３０の中央部に配置され、前記ブラシシール５９を固定する。このような前記支持部材５０は、第１ベース５１と、第１回動本体５２と、第１回動シャフト５４と、第１インターパッキン部５８とを含んで構成される。
【００５５】
まず、前記第１ベース５１は、前記パッキンボディ３０の固定溝３３に載置され、内側に断面が円形の第１中溝部５１ａが形成される。前記第１ベース５１は、前記固定溝３３に溶接、ボルト締結などの多様な方法で結合できる。
【００５６】
そして、前記第１回動本体５２は、一側は断面が円形の円形部５２ａに形成されて前記第１中溝部５１ａに配置され、他側は断面が四角形の伸張部５２ｂに形成されて前記ブラシシール５９を支持するように提供される。
【００５７】
この時、前記第１回動シャフト５４は、前記第１回動本体５２が一定角度の範囲内で回動可能となるように、前記第１回動本体５２に加工された貫通ホールに挿入され、両端部が前記パッキンボディ３０に連結されて提供される。図６を参照すれば、前記第１回動シャフト５４が前記第１回動本体５２を貫通し、前記パッキンボディ３０に両側端部が連結された状態を確認することができる。
【００５８】
そして、前記第１回動本体５２の回動干渉を防止するために、前記第１ベース５１上で前記第１回動本体５２の伸張部５２ｂが配置される部位は、互いに異なる方向に傾斜した傾斜部５１ｂが形成される。
【００５９】
この時、両側の傾斜部５１ｂは、同一角度の傾斜度Φ１をもって傾斜してもよいし、互いに異なる角度の傾斜度Φ１をもって傾斜してもよい。これは、バケット１００の軸方向の動きがより大きく発生する側、流体の漏洩方向などを考慮して決定することができる。
【００６０】
例えば、漏洩流体の流れが右側から左側に進行するならば、傾斜度Φ１の値を傾斜度Φ２の値より小さくして、前記ブラシシール５９が前記段付部１２０に接触する時により垂直に近く維持して流体の流れを遮断することができる。
【００６１】
他の例としては、バケット１００の軸方向の動きが前記ブラシシールの垂直軸を基準として右側により多く発生すると、傾斜度Φ１の値を大きくして、前記ブラシシール５９が傾斜できる範囲を拡大してバケット１００の軸方向の動きに対応させる。
【００６２】
次に、前記第１回動本体５２は、前記パッキンボディ３０の内側周りに沿って円周方向に複数に分割配置される。図６を参照すれば、環状のバケット１００の形状に応じて配置された前記陥没部１１０に対応して、前記第１回動本体５２も、複数に分割されて円周方向に配置された構造を確認することができる。
【００６３】
このような分割構造は、前記第１回動本体５２の回動を可能にするためである。すなわち、前記第１回動シャフト５４が回転可能となるためには直線形でなければならないが、前記第１回動本体５２が円周方向に配置され、前記ブラシシール５９が配置される部分はシーリング維持のためにラウンドされていなければならないので、分割構造を適用して、前記第１回動シャフト５４が配置される部分は直線形に構成し、前記ブラシシール５９が配置される部分はラウンド形に構成する。
【００６４】
ここで、前記第１インターパッキン部５８は、前記複数の第１回動本体５２の間に流体の漏洩を遮断させるために、前記第１回動本体５２の伸張部５２ｂの両側に配置される。
【００６５】
このような前記第１インターパッキン部５８は、ラビリンスシール５８ａとハニカムシール５８ｂとから構成される。すなわち、いずれか１つの第１回動本体５２の一側にラビリンスシール５８ａが配置され、その対向側の第１回動本体５２の一側にハニカムシール５８ｂが配置されて、複数の第１回動本体５２の間における流体の漏洩を防止する。
【００６６】
次に、前記ブラシシール５９は、一端部は前記支持部材５０に固定され、他端部は前記陥没部１１０内に配置される。
【００６７】
前記歯形部３１は、前記パッキンボディ３０の少なくとも一側部に配置される。すなわち、前記歯形部３１は、前記パッキンボディ３０のいずれか一側（通常、流体の漏洩が発生する側）または両側ともに設けられる。本発明の実施形態では、前記パッキンボディ３０の両側ともに設けることでシーリング能力を強化する。また、前記歯形部３１は、ラビリンスシールで実現できるが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００６８】
以下、図５を参照すれば、タービン１０が作動してケーシングの内部で回転体が回転すると、回転体は正確に定位置でのみ回転するのではなく、流体との衝撃、各種振動などによって軸方向の動きが発生する。これによって、前記ブラシシール５９とバケット１００のチップ部位の位置が変更される。
【００６９】
この時、回転体のバケット１００のチップ部位上で前記陥没部１１０の両側端に一対の段付部１２０が形成され、また、前記一対の段付部１２０の上端にそれぞれ互いに異なる方向に傾斜した微細傾斜部１３０が形成される。
【００７０】
回転体の軸方向の移動時、前記ブラシシール５９が前記段付部１２０または前記微細傾斜部１３０に密着して流体の流れを遮断する。まずは前記ブラシシール５９は前記段付部１２０に接触して一次的に流体の漏洩を遮断するはずであるが、仮に回転体の軸方向の移動が激しく発生すると、前記第１回動本体５２が一方向に回動しながら、前記微細傾斜部１３０に接触する。
【００７１】
ここで、前記第１ベース５１の傾斜部５１ｂの傾斜度およびその対向側の前記微細傾斜部１３０の傾斜度がΦ１またはΦ２に一致して構成することによって、前記第１回動本体５２は前記微細傾斜部１３０に完全に密着して流体の漏洩を防止する。
【００７２】
また、図面に示していないが、他の実施形態では、一定角度に回転した前記ブラシシール５９が原位置に復帰できるようにするために、前記第１回動シャフト５４の周りに沿って環状のスプリングを配置して、前記第１回動シャフト５４が回転した反対方向に弾性力によって回転するように誘導してもよい。
【００７３】
そして、前記ブラシシール５９の両側には前記歯形部３１が形成されていて、流体の漏洩をより抑制することができる。
【００７４】
次に、図７は、本発明であるタービン１０のシーリング構造の第３実施形態を示す図であり、図８は、図７に示された発明の作動状態図であり、図９は、図７に示された発明のＢ−Ｂ'投影方向に対する断面図である。
【００７５】
図７〜図９を参照すれば、本発明の第３実施形態では、陥没部１１０と、パッキンボディ３０と、支持部材６０と、ブラシシール６９と、歯形部３１とを含んで構成される。
【００７６】
まず、前記陥没部１１０は、回転体の周りに沿って環状に形成される。ここで、回転体は、好ましくは、バケット１００のチップ部位であってもよいが、必ずしもこれに限定されるものではなく、ガスタービンまたはスチームタービンの内側に配置されて回転する部品のいずれの部位も可能である。本発明の実施形態では、バケット１００のチップ部位に限定して説明する。
【００７７】
回転体のバケット１００は、回転体の円周方向に沿って配置され、これによってバケット１００のチップ部位に形成された前記陥没部１１０も、バケット１００のチップ部位上で環状形態に実現できる。図７には軸方向断面図が示されており、バケット１００のチップ部位に加工された前記陥没部１１０の形状を確認することができる。
【００７８】
前記パッキンボディ３０は、固定体２０の結合溝２１に固定される。前記パッキンボディ３０も、円周方向に形成された固定体２０の結合溝２１に沿って環状形態に実現できる。本発明の実施形態では、前記パッキンボディ３０の断面がＨ形態で表現されたが、その断面が必ずしもこれに限定されるものではなく、タービン１０の固定体２０に形成された結合溝２１の多様な形態に対応して変更可能である。前記パッキンボディ３０の両側の載置段部３２が固定体２０の結合溝２１に載置されながら固定体２０に結合固定される。
【００７９】
前記支持部材６０は、前記パッキンボディ３０の中央部の固定溝３３に配置され、前記ブラシシール６９を固定する。このような前記支持部材６０は、第２ベース６１と、第２回動本体６２と、第２回動シャフト６４と、第２インターパッキン部６８とを含んで構成される。
【００８０】
まず、前記第２ベース６１は、前記パッキンボディ３０の固定溝３３に載置され、内側に断面が扇形の第２中溝部６１ｃが形成される。前記第２ベース６１は、前記固定溝３３に溶接、ボルト締結などの多様な方法で結合できる。
【００８１】
そして、前記第２回動本体６２は、一側はラウンド部６２ａに形成されて前記第２中溝部６１ｃに配置され、他側は断面が四角形の伸張部６２ｂに形成されて前記ブラシシール６９を支持するように提供される。
【００８２】
この時、前記第２回動シャフト６４は、前記第２回動本体６２が一定角度の範囲内で回動可能となるように、前記第２回動本体６２に加工された貫通ホールに挿入され、両端部が前記パッキンボディ３０に連結されて提供される。図９を参照すれば、前記第２回動シャフト６４が前記第２回動本体６２を貫通し、前記パッキンボディ３０に両側端部が連結された状態を確認することができる。
【００８３】
そして、前記第２回動本体６２の回動干渉を防止するために、前記第２ベース６１上で前記第２回動本体６２の伸張部６２ｂが配置される部位は、互いに異なる方向に傾斜した傾斜部６１ａが形成される。
【００８４】
この時、両側の傾斜部６１ａは、同一角度の傾斜度Φ３をもって傾斜する。ただし、必ずしもこれに限定されるものではなく、互いに異なる角度の傾斜度Φ１をもって傾斜してもよい。これは、バケット１００の軸方向の動きがより大きく発生する側、流体の漏洩方向などを考慮して決定することができる。
【００８５】
次に、前記第２回動本体６２は、前記パッキンボディ３０の内側周りに沿って円周方向に複数に分割配置される。図９を参照すれば、環状のバケット１００の形状に応じて配置された前記陥没部１１０に対応して、前記第２回動本体６２も、複数に分割されて円周方向に配置された構造を確認することができる。
【００８６】
このような分割構造は、前記第２回動本体６２の回動を可能にするためである。すなわち、前記第２回動シャフト６４が回転可能となるためには直線形でなければならないが、前記第２回動本体６２が円周方向に配置され、前記ブラシシール６９が配置される部分はシーリング維持のためにラウンドされていなければならないので、分割構造を適用して、前記第２回動シャフト６４が配置される部分は直線形に構成し、前記ブラシシール６９が配置される部分はラウンド形に構成する。
【００８７】
ここで、前記第２インターパッキン部６８は、前記複数の第２回動本体６２の間に流体の漏洩を遮断させるために、前記第２回動本体６２の伸張部６２ｂの両側に配置される。
【００８８】
このような前記第２インターパッキン部６８は、ラビリンスシール６８ａとハニカムシール６８ｂとから構成される。すなわち、いずれか１つの第２回動本体６２の一側にラビリンスシール６８ａが配置され、その対向側の第２回動本体６２の一側にハニカムシール６８ｂが配置されて、複数の第２回動本体６２の間における流体の漏洩を防止する。
【００８９】
次に、前記ブラシシール６９は、一端部は前記支持部材６０に固定され、他端部は前記陥没部１１０内に配置される。
【００９０】
前記歯形部３１は、前記パッキンボディ３０の少なくとも一側部に配置される。すなわち、前記歯形部３１は、前記パッキンボディ３０のいずれか一側（通常、流体の漏洩が発生する側）または両側ともに設けられる。本発明の実施形態では、前記パッキンボディ３０の両側ともに設けることでシーリング能力を強化する。また、前記歯形部３１は、ラビリンスシールで実現できるが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【００９１】
以下、図８を参照すれば、タービン１０が作動してケーシングの内部で回転体が回転すると、回転体は正確に定位置でのみ回転するのではなく、流体との衝撃、各種振動などによって軸方向の動きが発生する。これによって、前記ブラシシール６９とバケット１００のチップ部位の位置が変更される。
【００９２】
この時、回転体のバケット１００のチップ部位上で前記陥没部１１０の両側端に一対の段付部１２０が形成され、また、前記一対の段付部１２０の上端にそれぞれ互いに異なる方向に傾斜した微細傾斜部１３０が形成される。
【００９３】
回転体の軸方向の移動時、前記ブラシシール６９が前記段付部１２０または前記微細傾斜部１３０に密着して流体の流れを遮断する。まずは前記ブラシシール６９は前記段付部１２０に接触して一次的に流体の漏洩を遮断するはずであるが、仮に回転体の軸方向の移動が激しく発生すると、前記第１回動本体５２が一方向に回動しながら、前記微細傾斜部１３０に接触する。
【００９４】
ここで、前記第２ベース６１の傾斜部６１ａの傾斜度およびその対向側の前記微細傾斜部１３０の傾斜度がΦ３に一致して構成することによって、前記第２回動本体６２は前記微細傾斜部１３０に完全に密着して流体の漏洩を防止する。そして、前記ブラシシール６９の両側には前記歯形部３１が形成されていて、流体の漏洩をより抑制することができる。
【００９５】
一方、本発明の第３実施形態では、前記支持部材６０は、載置溝６１ｂと、ガイドバー６５と、弾性体６６とをさらに含んで構成される。前記載置溝６１ｂは、前記第２ベース６１の第２中溝部６１ｃの両側に加工されて提供され、前記ガイドバー６５は、前記第２回動本体６２の両側に突出し、前記載置溝６１ｂを眺める方向に曲線状に加工されて配置される。この時、前記弾性体６６は、前記ガイドバー６５と前記載置溝６１ｂの内部に配置される。
【００９６】
図８を参照すれば、前記ブラシシール６９が前記微細傾斜部１３０に接触する時、一側の前記ガイドバー６５が一側の前記載置溝６１ｂの内部に投入されるにつれ、前記第２回動本体６２の回転を干渉しなくなる。この時、一側の前記弾性体６６が圧縮されながら、復元力が蓄積され、これは、前記第２回動本体６２を回転反対方向に押して原位置に復帰させる力として作用する。
【００９７】
また、他側の弾性体６６は伸張しながら、同じく復元力が蓄積され、これは、前記第２回動本体６２を回転反対方向に引いて原位置に復帰させる力として作用する。
【００９８】
このように、本発明の第３実施形態は、回転体、特にバケット１００のチップ部位の軸方向の動きに対応してブラシシール６９の回動能力を付与することで、シーリング能力をより向上させることができる。
【００９９】
以上の事項は、タービン１０のシーリング構造の特定の実施形態を示したに過ぎない。
【０１００】
したがって、以下の特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨を逸脱しない限度内で本発明が多様な形態に置き換え、変形可能であることを、当該技術分野における通常の知識を有する者は容易に把握できるという点を明らかにする。
【符号の説明】
【０１０１】
１０：タービン
２０：固定体
２１：結合溝
３０：パッキンボディ
３１：歯形部
３２：載置段部
［第１実施形態］
４０：支持部材
４１：ブラシシール
［第２実施形態］
５０：支持部材
５１：第１ベース
５１ａ：第１中溝部
５１ｂ：傾斜部
５２：第１回動本体
５２ａ：円形部
５２ｂ：伸張部
５４：第１回動シャフト
５８：第１インターパッキン部
５８ａ：ラビリンスシール
５８ｂ：ハニカムシール
５９：ブラシシール
［第３実施形態］
６０：支持部材
６１：第２ベース
６１ａ：傾斜部
６１ｂ：載置溝
６１ｃ：第２中溝部
６２：第２回動本体
６２ａ：ラウンド部
６２ｂ：伸張部
６４：第２回動シャフト
６５：ガイドバー
６６：弾性体
６８：第２インターパッキン部
６８ａ：ラビリンスシール
６８ｂ：ハニカムシール
６９：ブラシシール
１００：バケット（回転体）
１１０：陥没部
１２０：段付部
１３０：微細傾斜部
【図１Ａ】
0006430459.tif 000002
【図１Ｂ】
0006430459.tif 000003
【図１Ｃ】
0006430459.tif 000004
【図２】
0006430459.tif 000005
【図３】
0006430459.tif 000006
【図４】
0006430459.tif 000007
【図５】
0006430459.tif 000008
【図６】
0006430459.tif 000009
【図７】
0006430459.tif 000010
【図８】
0006430459.tif 000011
【図９】
0006430459.tif 000012