(57)【要約】【課題】  密封リング（１２０）およびパッキンケーシング（７２）用の付勢システム（３５０）を提供する。【解決手段】  付勢システム（３５０）は、パッキンケーシング（７２）の内部に精密段部（３５２）が位置決めされたねじ（２０４）と、第１端部で精密段部（３５２）に、第２端部で密封リング（１２０）に取り付けられたばね（２０２）とを含むことができる。また、密封リング（１２０）はその中に溝（２０８）を含むとともに、前記ばね（２０２）が溝（２０８）を介して密封リング（１２０）に取り付けられてもよい。【選択図】  図６
2007303463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密封リング（１２０）およびパッキンケーシング（７２）用の付勢システム（３５０）であって、
前記パッキンケーシング（７２）の内部に位置決めされ、精密段部（３５２）を含むねじ（２０４）と、
第１端部が前記精密段部（３５２）に取り付けられ、第２端部が前記密封リング（１２０）に取り付けられているばね（２０２）と
を含む付勢システム。
【請求項２】
前記密封リング（１２０）がその中に溝（２０８）を含むとともに、前記ばね（２０２）が前記溝（２０８）を介して前記密封リング（１２０）に取り付けられている、請求項１記載の付勢システム（３５０）。
【請求項３】
前記密封リング（１２０）がこれに取り付けられた平板（３６２）を含むとともに、前記ばね（２０２）が前記平板（３６２）を介して前記密封リング（１２０）に取り付けられている、請求項１記載の付勢システム（３５０）。
【請求項４】
前記平板（３６２）が複数の穴（３６４、３６６）を含むとともに、前記ばね（２０２）が前記複数の穴（３６４、３６６）内を延びる、請求項３記載の付勢システム（３５０）。
【請求項５】
前記密封リング（１２０）がこれに取り付けられた棒（３７２）を含むとともに、前記ばね（２０２）が前記棒（３７２）を介して前記密封リング（１２０）に取り付けられている、請求項１記載の付勢システム（３５０）。
【請求項６】
前記密封リング（１２０）がその中に溝（２０８）を含むとともに、前記棒（３７２）が前記溝（２０８）取り付けられている、請求項５記載の付勢システム（３５０）。
【請求項７】
前記密封リング（１２０）がこれに取り付けられた平板（３６２）を含むとともに、前記棒（３７２）が前記平板（３６２）に取り付けられている、請求項５記載の付勢システム（３５０）。
【請求項８】
前記密封リング（１２０）がその中に溝（２０８）を含み、前記溝（２０８）の内部で摺動可能に位置決めされた棒（３７２）をさらに含む、請求項１記載の付勢システム（３５０）。
【請求項９】
前記パッキンケーシング（７２）がそこを延びるばね通路（３０４）を含むとともに、前記ばね（２０２、３０２）が前記ばね通路（３０４）内を延びる、請求項１記載の付勢システム（３５０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転機械全般に関し、より詳細には、回転機械で使用するためのシール組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
少なくとも幾つかの蒸気タービンは、蒸気入口とタービンと蒸気出口とを直列関係で含む画定された蒸気経路を有する。より高圧な範囲からより低圧な範囲への、蒸気経路からの蒸気漏れも蒸気経路内への蒸気漏れも、タービンの作業効率に悪影響を与え得る。例えば、タービンの回転式回転子軸と周方向に包囲するタービンケーシングとの間のタービン内の蒸気経路の漏れは、タービンの効率を低下させることがある。さらに、シェルと隣接するタービン間を延びるケーシングの部分との間の蒸気経路の漏れは、蒸気タービンの作業効率を低減させることがあり、時間の経過と共に燃料費を増加させることがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
タービン区域と軸受との間の蒸気経路の漏れの最小化を促進するために、知られている少なくとも幾つかの蒸気タービンは、複数のラビリンスシールを含むパッキンケーシングを使用している。知られている幾つかのラビリンスシールは、長手方向に離間したラビリンスシール歯の列を含み、これらの歯は、蒸気タービン内に存在し得る圧力差に対して密閉するのに使用される。２つの構成要素間に画定された間隙を通る漏れを最小にするにはブラシシールを使用することもできる。ブラシシールは概してラビリンスシールよりも効率的な密閉を提供するが、タービン区域間、および／またはタービン区域と軸受との間でブラシシール組立体を頼りにする、知られている少なくとも幾つかの蒸気タービンは、ブラシシール組立体用の冗長なバックアップシールとして、少なくとも１つのラビリンスシールも使用する。結果として、製造費用が増大することがある。
【０００４】
ラビリンスシールは、半径方向で再配置され調節されて、タービン作動条件に応じて受動的にも、操作者の介在に基づいて能動的にも蒸気漏れ流れを調整する。一般に、受動モード中にタービン負荷が増加すると、シールは、収縮状態から半径方向内側に移動して、全負荷またはほぼ全負荷で、完全に挿入される。完全に挿入されると、シール歯とタービン回転子軸との間に画定された間隙が最小値をとり、従って任意のタービントランジェントがシール歯と回転子との間に意図的でない接触を誘引し得る。接触を誘引し得る条件を予想して、シールを作動するための機構を必要に応じて操作者に提供することにより、能動モードの使用は接触を低減または排除することができる。さらに、能動シール制御機構を自動化して実質同様の結果を達成することができる。タービンが作業速度まで加速され部分的に負荷された後は、温度勾配、振動、および不整合が、現在の作動条件で所定の範囲内にあると予測される。タービン作業工程中、この時点までシールの内側移動を遅らせることにより、シールと回転子の不慮の接触の可能性が最小になる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
したがって本願は、密封リングおよびパッキンケーシング用の付勢システムを説明する。付勢システムは、パッキンケーシングの内部に位置決めされた精密段部を備えたねじと、第１端部が精密段部に取り付けられ、第２端部が密封リングに取り付けられたばねとを含むことができる。
【０００６】
密封リングはその中に溝を含むことができ、ばねは溝を介して密封リングに取り付けられている。密封リングはこれに取り付けられた板を含むことができ、ばねは板を介して密封リングに取り付けられている。板は或る数の穴を含むことができ、ばねは穴内を延びる。密封リングはこれに取り付けられた棒を含むことができ、ばねは棒を介して密封リングに取り付けられている。密封リングはその中に溝を含むことができ、溝には棒が取り付けられている。密封リングはその中に溝を含むことができ、溝の内部で摺動可能に位置決めされた棒をさらに含むことができる。パッキンケーシングは、そこを延びるばね通路を含むことができ、ばね通路内をばねが延びている。パッキンケーシングはその中で位置決めされたねじ切り挿入部を含むことができ、ねじ切り挿入部の内部にねじが位置決めされている。
【０００７】
本願は、そこをばね通路が延びている、密封リングおよびパッキンケーシング用の付勢システムをさらに説明する。付勢システムは、パッキンケーシングの内部に位置決めされたねじと、第１端部でねじに取り付けられているとともにばね通路内を延び第２端部で密封リングに取り付けられたばねとを含むことができる。
【０００８】
ねじは精密段部を含むことができ、ばねは精密段部を介してねじに取り付けられている。密封リングはその中に溝を含むことができ、密封リングにばねが溝を介して取り付けられている。密封リングはこれに取り付けられた板を含むことができ、密封リングにばねが板を介して取り付けられている。板は或る数の穴を含むことができ、ばねは穴内を延びている。密封リングはこれに取り付けられた棒を含むことができ、ばねは棒を介して密封リングに取り付けられている。密封リングはその中に溝を含むことができ、溝には棒が取り付けられている。密封リングはこれに取り付けられた板を含むことができ、板には棒が取り付けられている。密封リングはその中に溝を含むことができ、溝の内部で摺動可能に位置決めされた棒をさらに含むことができる。
【０００９】
本願は、密封リングおよびパッキンケーシング用の付勢システムをさらに説明する。付勢システムは、パッキンケーシングの内部に位置決めされたパッキンケーシング溝と、パッキンケーシング溝の内部に位置決めされたパッキンケーシング要素と、密封リングの内部に位置決めされた密封リング溝と、密封リング溝の内部に位置決めされた密封リング要素と、第１端部でパッキンケーシング要素に結合されるとともに第２端部で密封リング要素に結合されたばねとを含むことができる。パッキンケース要素は棒または板を含むことができる。密封リング要素は棒または板を含むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、高圧（ＨＰ）区域１２と中間圧（ＩＰ）区域１４とを含む例示的な対向流蒸気タービン１０の略図である。外側シェルまたはケーシング１６が軸方向に仕切られてそれぞれ上半区域１３および下半区域１５になるとともに、ＨＰ区域１２とＩＰ区域１４の両方を張架する。シェル１６の中央区域１８は、高圧蒸気入口２０と中間圧蒸気入口２２とを含む。ケーシング１６の内部で、ＨＰ区域１２およびＩＰ区域１４は、ジャーナル軸受２６および２８により支持される単一の軸受スパンに配置されている。各ジャーナル軸受２６および２８の中心寄りに蒸気シールユニット３０および３２がそれぞれ設置されている。
【００１１】
環状区域仕切り４２が、中央区域１８から半径方向内側へ、ＨＰ区域１２とＩＰ区域１４との間を延びる回転子軸６０に向かって延びている。より具体的には、仕切り４２は、第１ＨＰ区域ノズル４６と第１ＩＰ区域ノズル４８との間で回転子軸６０部分の周りを周方向に延びている。仕切り４２は、パッキンケーシング５２内に画定されたチャネル５０内で受けられる。より具体的には、チャネル５０はパッキンケーシング５２の外周の周りを半径方向でパッキンケーシング５２内へと延びるＣ形チャネルであり、チャネル５０の中央開口部は半径方向外側を向いている。
【００１２】
作動中、高圧蒸気入口２０は、蒸気源、例えば発電用ボイラ（図示せず）から高圧／高温の蒸気を受ける。蒸気はＨＰ区域１２を経由し、蒸気から仕事が抽出されて回転子軸６０を回転させる。蒸気はＨＰ区域１２を出てボイラに戻され、そこで再加熱される。次に、再加熱された蒸気は中間圧蒸気入口２２へ送られ、ＨＰ区域１２に入る蒸気よりも減圧されて、ただしＨＰ区域１２に入る蒸気の温度にほぼ等しい温度でＩＰ区域１４に戻される。それに応じて、ＨＰ区域１２の内部の作動圧はＩＰ区域１４の内部の作動圧よりも高くなるので、ＨＰ区域１２の内部の蒸気は、漏れ経路を通りＩＰ区域１４に向かって流れる傾向にあり、これがＨＰ区域１２とＩＰ区域１４との間で発達することがある。回転子軸６０の内部でパッキンケーシング５２内を延びる或るこのような漏れ経路を画定することができる。
【００１３】
図２は、タービン１０と共に使用できる例示的タービンノズルダイヤフラム７０およびパッキンケーシング７２の略拡大図である。例示的実施形態において、ノズルダイヤフラム７０は、高圧タービン１２と共に使用される第１段ダイヤフラムである。また、例示的実施形態において、パッキンケーシング７２は複数のラビリンスシール組立体１００を含み、この組立体は、ＨＰ区域１２からＩＰ区域１４への回転子軸６０に沿った漏れの低減を促進する。ラビリンスシール組立体１００は、シールリング１０２に取り付けられて長手方向に離間した歯の列１０４を含み、これらの歯は、蒸気タービン、例えばタービン１０内に存在し得る作動圧力差に対する密閉を促進する。代替の実施形態において、パッキンケーシング７２はブラシシールを含み、これらのブラシシールは、２つの構成要素間に画定された間隙を通る漏れ、例えば、より高圧の範囲からより低圧の範囲へと流れる漏れの最小化を促進するのに使用することもできる。
【００１４】
作動中、ＨＰ区域１２にあるより高圧な蒸気は、第１段ノズルダイヤフラム７０とパッキンケーシング７２との間に画定された蒸気経路からより低い作動圧の範囲であるＩＰ区域１４へと漏出する傾向にある。例えば、１実施形態において、高圧蒸気は、ＨＰ区域１２に約１８００重量ポンド毎平方インチ（ｐｓｉａ）で流入し、再加熱蒸気は、ＩＰ区域１４に約３００〜４００ｐｓｉａの間で流入する。それに応じて、パッキンケーシング７２全体の比較的大きな圧力低下により、パッキンケーシング７２の周りで回転子軸６０に沿って蒸気が漏出する結果、蒸気タービン効率の低下が生じ得る。
【００１５】
図３は、タービン１０と共に使用できるラビリンスシール組立体１００の例示的実施形態を示す。図３では、回転子軸６０部分およびケーシング７２部分のみを示す。さらに、単一のシールリング１０２のみを示すが、幾つかのこのようなリングを図２に示すように連続して配置することができよう。代替の実施形態では、ラビリンスシール組立体１００を使用して、タービン１０のその他の範囲での密閉が促進される。
【００１６】
シールリング１０２は複数の歯１０４を含み、これらの歯は、回転子軸６０から外側へ延びる複数の回転子軸周方向突起部１０５の反対側に位置決めされている。例示的実施形態において、各周方向突起部１０５は、半径方向内側の複数の回転子表面１０９間に位置決めされた半径方向外側の回転子表面１０７を含む。既に説明したように、積極的な力が、歯１０４と回転子軸６０との間に画定された隙間範囲１１０により形成される多数の制限の間に流体流れを起こすことができる。より具体的には、隙間範囲１１０、歯１０４の数および相対的な鋭さ、回転子軸周方向突起部１０５の数、ならびに圧力および密度を含む作動条件の組み合わせが、漏れ流れの量を決める要因となる。別法として、その他の幾何学的配置を使用して多数または単一の漏れ制限を提供することもできる。
【００１７】
各シールリング１０２は、ケーシング７２内に画定されたケーシング溝１１２内で保持されている。１実施形態において、各シールリング１０２は、複数のシールリング切片（図３には示さず）を含み、これらの切片をケーシング溝１１２の内部に位置決めして、ケーシング７２の組立てまたは解体を容易にすることができる。例示的実施形態において、ばねシステム（図３には示さず）がシールリング１０２の直径を広げようとする力を引き起こし、第２ばねシステム（図３には示さず）を使用して、シールリング１０２の重量により引き起こされた力に対抗することができる。
【００１８】
各シールリング１０２は、半径方向内側表面１１６から延びる歯１０４と、ケーシング７２の半径方向表面１１８に接触することにより隙間範囲１１０を制御するのを促進する半径方向外側表面１３０とを有する内側リング部分１１４を含む。各シールリング１０２は、ケーシング溝１１２の内部に位置決めされた外側リング部分１２０も含む。外側リング部分１２０は、内側周方向表面１２２と、対向する半径方向外側表面１３１とを含む。内側周方向表面１２２は、ケーシング溝段部１２４の外側表面１２６の上部リップに接触するのでシールリング１０２の半径方向内側の動きが限定される。シールリング１０２は、シールリングの内側リング部分１１４とシールリングの外側リング部分１２０との間を延びる頸部１２８も含む。ケーシング溝段部１２４はシールリング頸部１２８と相互作用して各シールリング１０２を軸方向に設置する。シールリング頸部１２８は、ケーシング溝段部１２４に接触する接触圧表面１３２を含む。
【００１９】
ラビリンスシール組立体１００を通る１つの蒸気流れ経路が、高圧領域１０６から低圧領域１０８まで、歯１０４と回転子軸表面１０７、１０９との間を、隙間範囲１１０を通して画定されている。蒸気流れは、シールリング１０２の半径方向位置決めに応じて調節される。シールリング１０２が半径方向外側へ動くと、隙間範囲１１０の寸法全体が増大し、隙間範囲１１０を通る蒸気流れが増加する。逆に、シールリング１０２が半径方向内側に動くと、隙間範囲１１０は減少し、隙間範囲１１０を通る蒸気流れは減少する。
【００２０】
第２蒸気流れ経路が、高圧環状空間１３４からケーシング溝１１２を通り低圧環状空間１３６まで画定されている。より高圧の蒸気が、環状空間１３４から、ケーシング溝段部１２４とシールリング頸部１２８との間に画定された環状開口部１４０を通って流れることができる。蒸気は、開口部１４０を、ケーシング溝段部の外側表面１２６とシールリングの外側リング部分のリング周方向表面１２２との間に画定された高圧領域１４２へと運ばれてから、ケーシング７２とシールリングの外側リング部分１２０とにより画定されたケーシング溝の高圧部分１４４に入る。蒸気はケーシング溝の高圧部分１４４から出て、ケーシング溝の半径方向外側表面１４６とシールリング外側部分の半径方向外側表面１３１との間に画定されたケーシング溝の半径方向外側部分１４８に入る。次に、蒸気は、ケーシング７２とシールリングの外側リング部分１２０とにより画定された低圧部分１５０へと、そして、ケーシング溝段部の外側表面１２６とシールリングの外側リング部分の内側周方向表面１２２との間に画定された低圧側の段部領域１５２へと流れることができる。蒸気は、低圧側の段部領域１５２から、ケーシング溝段部１２４とシールリング頸部１２８との間に画定された環状開口部１５４を通って出る。この蒸気は環状空間１３６内へ放出される。
【００２１】
シールリング１０２の半径方向外側への移動は、シールリングの外側表面１３０またはその任意の部分がケーシング半径方向表面１１８に接触するとき限定される。この位置を完全収縮位置と称する。シールリング１０２の半径方向内側への移動は、シールリング表面１２２がケーシング溝段部の表面１２６の上部リップに接触するとき限定される。図３に示すようなこの位置を完全挿入位置と称する。回転子軸６０およびケーシング７２の予測される一時的な不整合を調整するための、歯１０４への損傷を招くことのない十分な空間が設けられる。
【００２２】
低負荷または無負荷の作動条件では、シールリング１０２に、シールリング１０２の重量、ケーシング７２の閉じ込めリミット、摩擦力および複数の付勢ばねシステム（図３では図示せず）の力が作用する。全体的効果として、シールリング１０２は、シールリング１０２の移動の半径方向外側リミットにより限定されるものとして直径に付勢される。
【００２３】
タービン１０全体の内圧は負荷に実質比例している。負荷および蒸気質量流が各々増加する際、局所的圧力が実質的に線形に増加する。この関係を用いて、所定のタービン作動条件でシールリング１０２の所望の位置を決めることができる。例えば、タービン１０への蒸気流れが増加すると、環状空間１３４およびケーシング溝１１２の蒸気圧が同様に増加する。増加したこの蒸気圧は、半径方向内側の力をシールリング１０２に与え、この力は、実質シールリング外側表面１３０、１３１により担持される。
【００２４】
高圧領域１０６の蒸気圧が増加することにより、ケーシング溝１１２を介する流れ、すなわち、環状空間１３４、環状開口部１４０、段部領域１４２、ケーシング溝の高圧部分１４４、ケーシング溝の半径方向外側部分１４８、ケーシング溝の低圧部分１５０、段部領域１５２、環状開口部１５４を通る環状領域１３６への蒸気流れが増加する。高圧領域１０６の蒸気圧が増加することにより、上述のように、ケーシング溝１１２を介して環状空間１３４から環状空間１３６まで画定された経路での圧力も増加する。経路の後続の各領域での圧力はそれらに先行する領域よりも低い。例えば、ケーシング溝の低圧部分１５０での蒸気圧は、ケーシング溝の高圧部分１４４での蒸気圧よりも低い。この圧力差により、シールリングの内側リング部分１１４、シールリング頸部１２８、およびシールリングの外側リング部分１２０に対する右方向への力が増加する。これらの表面への力が増加することにより、シールリング１０２は低圧領域１０８に向かって軸方向に動き、次にシールリング頸部の接触圧表面１３２がケーシング溝段部１２４に接触する。完全に挿入されている場合、高圧環状空間１３４からケーシング溝１１２を介する低圧環状空間１３６までの蒸気流れはシールリング１０２により実質防止される。
【００２５】
上で表した状態により、上述のように、蒸気圧は表面１３０、１３１への半径方向内側の力を増加させる。増加した蒸気圧はシールリング１０２への半径方向内側の力も増加させて、既に検討した摩擦力および複数の付勢ばねサブシステム（図示せず）の力を克服する。
【００２６】
シールリング１０２およびケーシング溝１１２の寸法は、定常負荷状態で作動するために、歯１０４と回転子軸６０の表面との間に画定された隙間１１０の最適化を促進するように選択される。
【００２７】
図４は、密封リング（シーリングリング）付勢ばねサブシステム２００の例示的実施形態である。サブシステム２００は、パッキンケーシング７２に挿入された少なくとも１つの一条ねじ２０４を含む。シールリングの外側リング部分１２０は、所定の軸方向寸法、半径方向寸法、および弓形の寸法を有する溝２０６を含む。シールリングの外側リング溝２０６の内部には、所定の軸方向寸法、半径方向寸法、および弓形の寸法を備えた付勢ばね‐シールリング環状連結溝２０８が設置されている。溝２０８には螺旋状付勢ばね２０２の一端が挿入されており、ばね２０２がシールリングの外側リング部分１２０にしっかりと取り付けられている。ばね２０２がケーシング溝１１２内で位置決めされるように、付勢ばね２０２の第２端部は一条ねじ２０４にしっかりと取り付けられている。複数の付勢ばね２０２の使用を含む多数のばね配置を用いて、シールリング１０２の不均一な半径方向の力および結果として生じるずれを最小にすることができる。
【００２８】
シールリング組立体２００の作用は、上述のラビリンスシール組立体１００の作用と実質同様である。２つの作用の相違点とは、付勢ばね２０２によりシールリング１０２に引き起こされる外側への付勢力である。外側への付加的な付勢力は、シールリング１０２がより大きい直径に付勢するのを助ける。タービン負荷および蒸気圧が増加する際、ばね２０２によって引き起こされる半径方向外側の力が克服されてから、シールリング１０２が半径方向内側にシフトされなければならない。結果として、タービン１０が所定の作動条件に到達するまでに、シールリング１０２の半径方向内側の移動が遅れる。
【００２９】
図５は、密封リング付勢ばねサブシステム３００の代替の例示的実施形態である。サブシステム３００は、パッキンケーシング７２内にばね通路３０４を含む。シールリングの外側リング部分１２０は、所定の軸方向寸法、半径方向寸法、および弓形の寸法を備えた溝２０６を含む。シールリングの外側リング溝２０６の内部には、所定の軸方向寸法、半径方向寸法、および弓形の寸法を備えた付勢ばね‐シールリング環状連結溝２０８が設置されている。溝２０８には螺旋状付勢ばね３０２の一端が挿入されており、シールリングの外側リング部分１２０にしっかりと取り付けられている。付勢ばね３０２の第２端部には、ばねフック素子３１２が取り付けられており、この素子は、ケーシング溝の半径方向外側表面にある溝３１０を介してケーシング７２にしっかりと取り付けられている。蓋板３０６が、複数の締め具３０８によりケーシング７２の最外面に連結されている。ばね３０２はばね通路３０４内に懸架されている。複数の付勢ばね３０２の使用を含む多数のばね配置を用いて、シールリング１０２の不均一な半径方向の力および結果として生じるずれを最小にすることができる。付勢ばね３０２に引き起こされる張力は、所定のタービン作動条件での所定のシールリング位置による。
【００３０】
代替のサブシステム３００の作用は、サブシステム２００と同一である。
【００３１】
本実施で説明するシール組立体は、回転子軸とパッキンケーシングとの間の蒸気漏れを制御するのを促進する。より具体的には、このシール組立体により、シールの隙間は、始動、停止、または低負荷状態中は大きくなり、中間〜高負荷での作動中は小さくなることになる。結果として、シール損傷により生じる、作業効率の悪化で増加したタービン維持費用を低減または除去することができる。
【００３２】
図６は、密封リング付勢ばねサブシステム３５０のさらなる例を示す。サブシステム３５０は、図４で既に説明したサブシステム２００と同様である。具体的には、サブシステム３５０は、ねじ２０４と共にパッキンケーシング７２へと位置決めされるねじ切り挿入部３５１を含む。同様に、外側リング部分１２０はその中に溝２０６および環状連結溝２０８を含む。ばね２０２の一端は溝２０８に挿入されており、他端はねじ２０４に取り付けられている。一方で、この例において、ねじ２０４は精密段部３５２を含む。精密段部３５２により、ねじ２０４にはねじ切り挿入部３５１への完全なトルクを与えることができると同時に、さらにばね２０２が連結点の周りを回転することができる。同様に、ばね２０２はねじ２０４の周りに一定量の隙間を有する。したがって、サブシステム３５０はサブシステム２００と同様に作用する。本実施において、多数のばね２０２を使用することもできる。
【００３３】
図７は、密封リング付勢ばねサブシステム３６０のさらなる実施形態を示す。サブシステム３６０は、精密段部３５２を使用できるという点で、前述のサブシステム３５０と同様である。本例において、外側リング部分１２０に板３６２が取り付けられている。板３６２は第１穴３６４と第２穴３６６とを含む。ばね２０２は、第１穴３６４および第２穴３６６の内部でこれを通るように位置決めされている。第１穴３６４は、そこをばね２０２が通過できるように第２穴３６６よりも幅広にすることができる。板３６２を平坦なものとして示すが、実際にはその長さ部分に沿って湾曲させることもできる。板３６２の長さ部分に沿って２つ以上のばね２０２を使用することもできる。
【００３４】
図８は、密封リング付勢ばねサブシステム３７０のさらなる例を示す。本例において、ばね２０２は前述の精密段部３５２を含む。同様に、外側リング部分１２０が溝２０６および連結溝２０８を含むか、または板、例えば前述の板３６２を使用することができる。本例において、ばね２０２は、棒３７２を介して、しかるべき所で保持されている。棒３７２は、慣例の連結方法、例えば鋲留め、溶接、ねじ等により外側リング部分１２０または板３６２に取り付けることができる。棒３７２はその中に溝を有してばね２０２を取り付けてもよい。本実施において、多数のばね２０２を使用することもできる。
【００３５】
図９は、密封リング付勢ばねサブシステム３８０のさらなる実施形態を示す。サブシステム３８０は、精密段部３５２および棒３７２が使用されるという点で、前述のサブシステム３７０と同様である。棒３７２はその中に位置決めされた溝３７４を有し、ばね２０２を取り付ける。この場合、棒３７２は固定されているのではなく、溝２０８内へと摺動する。ばね２０２は応力／力の低い場所へと動き、したがって半径方向でねじ２０４と整列することになる。したがって本例では、上記の例と比較して部品を少なくして使用することが必要になる。本実施において、多数のばね２０２を使用することもできる。
【００３６】
図１０は、密封リング付勢ばねサブシステム４００のさらなる例を示す。サブシステム４００は、これが、パッキンケース７２を通るばね通路３０４を含むという点で、前述のサブシステム３００と同様である。ばね３０２はばね通路３０４の内部に懸架されており、ばねフック素子３１２、溝３１０、および蓋板３０６を介して一端で取り付けられている。一方で、本例において、ばね３０２の他端は、図９に示すものと同様に、溝２０８の内部に位置決めされた棒４０２に取り付けられている。保持板を使用して、ばね３０２が溝２０８から現れないようにすることができる。一方で、ばね３０２をしかるべき所に固定するのにばね力のみで十分とすべきである。保持板は、任意のばね片がタービン流経路に入るのを防止することになる。本実施において、多数のばね２０２を使用することもできる。
【００３７】
図１１は、密封リング付勢ばねサブシステム４１０のさらなる実施形態を示す。サブシステム４１０は、前述のサブシステム４００と同様であるが、ねじ４１２と精密段部４１４とを使用する。本実施形態は、サブシステム３５０に示すものと同様である。本実施において、多数のばね２０２を使用することもできる。
【００３８】
同様の例は、ばね３０２とばね通路３０４との使用を含むことになるが、外側リング部分１２０への異なる連結手段を備えている。例えば、ばね３０２は、図７に示すように、穴３６４、３６６を備えた板３６２と共に使用することができよう。同様に、図８に示すように、サブシステム３７０の取付け棒３７２を使用することもできる。さらに、サブシステム３８０に示す棒３７２を本実施で使用することもできよう。
【００３９】
図１２は、密封リング付勢ばねサブシステム４２０のさらなる例を示す。サブシステム４２０は、棒３７２が溝２０８の内部に位置決めされているという点で、図９に示すサブシステム３８０と同様である。一方で本例では、ケーシング７２も同様に溝４２２を含む。同一の棒・溝設計が相互に向き合うように、溝４２２の内部に棒４２４を位置決めし、ばね２０２に取り付けることができる。本実施において、多数のばね２０２を使用することもできる。同様に、棒３７２の代わりに単数または複数の板３６２を使用することもできよう。
【００４０】
図１３は、密封リング付勢ばねサブシステム４３０のさらなる例を示す。本実施形態では、パッキンケーシング７２内にねじ切り挿入部４３２が位置決めされている。ねじ切り挿入部４３２は、その中に位置決めされた第１経路４３４を有する。ばね２０２は、第１経路４３４からねじ切り挿入部４３２の上面４３６の上を延びることができ、次に第２経路４３８の内部に固定することができる。ねじ切り挿入部４３２の高さは、ばね力、従って作動圧を「調整」するように変化させることができる。ばね２０２の他端は、前述の結合手段のいずれかで外側リング部分１２０に結合することができる。例えば、ばね３０２は、図７に示すように、穴３６４、３６６を備えた板３６２と共に使用することができよう。同様に、図８に示すように、サブシステム３７０の取付け棒３７２を使用することもできる。さらに、サブシステム３８０に示す棒３７２を本実施で使用することもできよう。本実施において、多数のばね２０２を使用することもできる。
【００４１】
本明細書で説明および／または図示した方法およびシステムは、回転機械、より具体的には蒸気タービンに関して説明および／または図示しているが、本明細書で説明および／または図示する方法およびシステムの実施は、概して蒸気タービンにも回転機械にも限定するものではない。むしろ、本明細書で説明および／または図示した方法およびシステムは任意の機械の任意のシール配置の組立てに応用可能である。
【００４２】
シール配置の例示的実施形態が詳細に説明されている。方法、装置、およびシステムは、本明細書で説明した具体的な実施形態にも組み立てられた具体的なシール配置にも限定するものではなく、むしろ、それらのシール配置は、本明細書で説明したその他の方法、装置、およびシステムとは別に独立して、あるいは本明細書で説明していないシール配置を組み立てるために活用することができる。例えば、その他のシール配置を、本明細書で説明した方法により組み立てることもできる。
【００４３】
種々の具体的な実施形態に関して本発明を説明したが、本発明を、請求項の精神および範囲内で修正して実施できることを当業者ならば理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】例示的な対向流高圧（ＨＰ）／中間圧（ＩＰ）蒸気タービンの略図である。
【図２】図１に示す蒸気タービンと共に使用できるタービンノズルダイヤフラムおよびパッキンケーシングの略拡大図である。
【図３】図１に示す蒸気タービンと共に使用できるラビリンスシール組立体の例示的実施形態である。
【図４】図３に示すラビリンスシール組立体と共に使用できる密封リング付勢ばねサブシステムの例示的実施形態である。
【図５】図３に示すラビリンスシール組立体と共に使用できる密封リング付勢ばねサブシステムの代替の例示的実施形態である。
【図６】図３に示すラビリンスシール組立体と共に使用できる密封リング付勢ばねサブシステムの代替の例示的実施形態である。
【図７】図３に示すラビリンスシール組立体と共に使用できる密封リング付勢ばねサブシステムの代替の例示的実施形態である。
【図８】図３に示すラビリンスシール組立体と共に使用できる密封リング付勢ばねサブシステムの代替の例示的実施形態である。
【図９】図３に示すラビリンスシール組立体と共に使用できる密封リング付勢ばねサブシステムの代替の例示的実施形態である。
【図１０】図３に示すラビリンスシール組立体と共に使用できる密封リング付勢ばねサブシステムの代替の例示的実施形態である。
【図１１】図３に示すラビリンスシール組立体と共に使用できる密封リング付勢ばねサブシステムの代替の例示的実施形態である。
【図１２】図３に示すラビリンスシール組立体と共に使用できる密封リング付勢ばねサブシステムの代替の例示的実施形態である。
【図１３】図３に示すラビリンスシール組立体と共に使用できる密封リング付勢ばねサブシステムの代替の例示的実施形態である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  蒸気タービン
１２  高圧（ＨＰ）区域
１３  上半区域
１４  中間圧（ＩＰ）区域
１５  下半区域
１６  シェル
１８  中央区域
２０  高圧蒸気入口
２２  中間圧蒸気入口
２６  ジャーナル軸受
２８  ジャーナル軸受
３０  蒸気シールユニット
３２  蒸気シールユニット
４２  環状区域仕切り
４６  第１ＨＰ区域ノズル
４８  第１ＩＰ区域ノズル
５０  チャネル
５２  パッキンケーシング
６０  回転子軸
７０  ノズルダイヤフラム
７２  パッキンケーシング
１００  ラビリンスシール組立体
１０２  シールリング
１０４  歯
１０５  回転子軸周方向突起部
１０７  外側回転子表面
１０９  内側回転子表面
１１０  隙間範囲
１１２  ケーシング溝
１１４  内側リング部分
１１６  内側表面
１１８  半径方向表面
１２０  外側リング部分
１２２  内側周方向表面
１２４  ケーシング溝段部
１２６  外側表面
１２８  頸部
１３０  外側表面
１３１  外側表面
１３２  接触圧表面
１３４  高圧環状空間
１３６  低圧環状空間
１４０  開口部
１４２  高圧領域
１４４  ケーシング溝高圧部分
１４６  ケーシング溝半径方向外側表面
１４８  ケーシング溝半径方向外側部分
１５０  低圧部分
１５２  低圧側の段部領域
１５４  環状開口部
２００  密封リング付勢ばねサブシステム
２０２  ばね
２０４  一条ねじ
２０６  溝
２０８  溝
３００  密封リング付勢ばねサブシステム
３０２  螺旋状付勢ばね
３０４  ばね通路
３０６  蓋板
３０８  締め具
３１０  溝
３１２  ばねフック素子
３５０  密封リング付勢ばねサブシステム
３５１  ねじ切り挿入部
３５２  精密段部
３６０  密封リング付勢ばねサブシステム
３６２  平板
３６４  第１穴
３６６  第２穴
３７０  密封リング付勢ばねサブシステム
３７２  棒
３７４  溝
３８０  密封リング付勢ばねサブシステム
４００  密封リング付勢ばねサブシステム
４０２  棒
４１０  密封リング付勢ばねサブシステム
４１２  ねじ
４１４  精密段部
４２０  密封リング付勢ばねサブシステム
４２２  溝
４２４  棒
４３０  密封リング付勢ばねサブシステム
４３２  ねじ切り挿入部
４３４  第１経路
４３６  上面
４３８  第２経路
【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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