(57)【要約】【課題】回転体側及び静止体側の両方にシールフィンを有するシール装置において、アブレイダブル層を回転体側に設置することなく、静止体側のシールフィンの損傷を防止できる回転機械のシール装置及び回転機械を提供する。【解決手段】回転機械のシール装置は、回転体１側に設けられ、回転体１の軸方向に間隔をあけて配置された複数の第１シールフィン２１と、静止体２側に設けられ、複数の第１シールフィン２１と軸方向に重なり合うように配置された複数の第２シールフィン２７と、静止体２側における複数の第１シールフィン２１に対向するシール面２４及び複数の第２シールフィン２７の表面全体を連続した状態で被覆するアブレイダブル層２８とを備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転機械の回転体と前記回転体を内包する静止体との間に設けた間隙からの漏れを抑制する回転機械のシール装置において、
前記回転体側に設けられ、前記回転体の軸方向に間隔をあけて配置された複数の第１シールフィンと、
前記静止体側に設けられ、前記複数の第１シールフィンと前記軸方向に重なり合うように配置された複数の第２シールフィンと、
前記静止体側における前記複数の第１シールフィンに対向するシール面及び前記複数の第２シールフィンの表面全体を連続した状態で被覆するアブレイダブル層とを備える
ことを特徴とする回転機械のシール装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回転機械のシール装置において、
前記複数の第２シールフィンのうち、少なくとも１つの第２シールフィンは、凹形状又は凸形状の先端部を有する
ことを特徴とする回転機械のシール装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の回転機械のシール装置において、
前記複数の第１シールフィンと前記複数の第２シールフィンは、交互に１つずつ配置された
ことを特徴とする回転機械のシール装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の回転機械のシール装置において、
前記複数の第１シールフィン及び前記複数の第２シールフィンのうち、いずれか一方のシールフィンは、他方の隣接する２つのシールフィンの間に、複数配置される
ことを特徴とする回転機械のシール装置。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の回転機械のシール装置において、
前記複数の第１シールフィンは、前記回転体を構成する軸部に設けられている
ことを特徴とする回転機械のシール装置。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の回転機械のシール装置において、
前記複数の第１シールフィンは、前記回転体を構成する動翼に設けられている
ことを特徴とする回転機械のシール装置。
【請求項７】
回転体と前記回転体を内包する静止体との間に間隙を有する回転機械において、
請求項１又は２に記載の回転機械のシール装置を備えた
ことを特徴とする回転機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転機械のシール装置及び回転機械に係り、更に詳しくは、回転機械の回転体と静止体との間に設けられた間隙に設置される、シールフィンを有するシール装置及びそれを備えた回転機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービンやガスタービン、軸流圧縮機等の回転機械においては、回転体と静止体の間に、回転体の回転運動を許容するための間隙を設けている。この間隙から作動流体等が漏れるため、シール装置が設置されている。
【０００３】
例えば、蒸気タービンでは、ボイラ等の蒸気発生器で発生した蒸気がタービンケーシング内に流入し、ケーシングに固定された静翼とロータに固定された動翼との間を交互に通りながら膨張する。このとき、蒸気が動翼に作用してロータを回転させ、ロータに連結された発電機等が回転する。蒸気を効率よく利用するためには、ロータや動翼等からなる回転体とケーシングや静翼等からなる静止体との間隙からのタービン内の蒸気の漏れを最小限に留めることが重要となる。このような蒸気の漏れ低減の要求に対応するために、従来、回転体と静止体との間隙にシールフィンを有するラビリンスシール装置を設けることが広く行われている。
【０００４】
ラビリンスシール装置には、回転体側及び静止体側の両方に複数のシールフィンを設け、これら両側のシールフィンを回転体の軸方向に相互に重なり合うように配置した構造のものがある。このような構造のシール装置は、回転体側及び静止体側のいずれか一方にシールフィンを設けた構造のシール装置よりも蒸気漏れの流路をより屈曲させることで、蒸気の漏れ量の低減を図っている。
【０００５】
このような構造のラビリンスシール装置において、蒸気の漏れ量を低減するために、シールフィンの先端とこれに対向する対向面との隙間（シール間隙）を小さく設定した場合、回転体と静止体の熱伸び差や回転体の振動の影響により、シールフィンの先端と対向面が容易に接触してしまう。接触が生じた場合、シールフィンが摩耗あるいは損傷することで、シールフィン先端の隙間が拡大し、蒸気の漏れ量が増加する。シール性能が低下した結果、蒸気タービンの効率が低下するという問題が生じる。また、静止体側のシールフィンと回転体が接触すると、接触により生じた摩擦熱が回転体に伝熱し、回転体が高温になる虞がある。この場合、回転体には、熱曲り等の回転に支障をきたすような熱変形が発生し、蒸気タービンのタービン効率が低下するという問題も発生する。
【０００６】
特に、蒸気タービン起動時において、ロータの危険速度（回転数）を通過する時やケーシングの急な熱変形が生じる場合には、ロータ（回転体）と静止体が接触し易く、過大な振動の発生要因となり得る。回転体に過大な振動が生じた場合、シールフィンが損傷し、結果として、シールフィンを設けた回転体又は静止体を交換せざるを得なくなることも考えられる。
【０００７】
このような問題に対応するため、回転体側のシールフィンに対向する静止体側の対向面及び静止体側のシールフィンに対向する回転体側の対向面にそれぞれ、切削性に優れるアブレイダブル層を設けたシール装置が提案されている（例えば、特許文献１の図１２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−２２３６６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記した特許文献１に記載のシール装置においては、回転体側又は静止体側のシールフィンがアブレイダブル層に接触した場合、アブレイダブル層が快削されるので、シールフィンの磨耗や破損が防止される。そのため、より小さいシール間隙を設定でき、シール性能の向上を図ることができる。
【００１０】
しかし、蒸気タービンの回転体は高速で回転するので、回転体側のアブレイダブル層には、運転中常時大きな遠心力が作用する。このため、回転体側のアブレイダブル層は回転体から剥離する虞がある。アブレイダブル層が剥離すると、シールフィンの先端とそれに対向する対向面の間隙が拡大し、シール性能が低下する。
【００１１】
また、アブレイダブル層がシールフィンと接触して切削されて、シール装置のシール性能が低下した場合、切削されたアブレイダブル層を含む部品の補修又は交換を行う必要がある。回転体側の部品の補修又は交換は、静止体及び回転体の構造上の理由により、静止体側の部品の補修又は交換よりも煩雑であり、多くの工数を必要とする傾向にある。このため、部品の補修又は交換のコスト低減のためには、回転体側の部品の補修又は交換は可能な限り少ない方がよい。
【００１２】
以上のことから、アブレイダブル層の回転体側への設置を回避したいという要望がある。しかし、回転体側にアブレイダブル層を設置した場合と同等のシール性能を維持しようと、シール間隙を同じにする場合、アブレイダブル層の厚さの分だけ、静止体側のシールフィンと回転体との距離を接近させる必要がある。この場合、静止体側のシールフィンの回転体に対する接触の可能性が高まる。接触が生じた場合、上述したように、シールフィンの摩耗や破損が生じ、また、接触による摩擦熱で回転体が熱変形して回転体の過大な振動が生じる虞もある。
【００１３】
本発明は、上記の問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、回転体側及び静止体側の両方にシールフィンを有するシール装置において、アブレイダブル層を回転体側に設置することなく、静止体側のシールフィンの損傷を防止できる回転機械のシール装置及び回転機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、回転機械の回転体と前記回転体を内包する静止体との間に設けた間隙からの漏れを抑制する回転機械のシール装置において、前記回転体側に設けられ、前記回転体の軸方向に間隔をあけて配置された複数の第１シールフィンと、前記静止体側に設けられ、前記複数の第１シールフィンと前記軸方向に重なり合うように配置された複数の第２シールフィンと、前記静止体側における前記複数の第１シールフィンに対向するシール面及び前記複数の第２シールフィンの表面全体を連続した状態で被覆するアブレイダブル層とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、静止体側のシール面の全体及び静止体側に設けた複数の第２シールフィンの表面全体を連続して被覆するようにアブレイダブル層を設けたので、回転体と静止体の熱伸び差等により静止体側の第２シールフィンの先端が回転体の対向面に接近した場合でも、第２シールフィンを被覆するアブレイダブル層が先ず回転体に接触して快削されるので、第２シールフィンの回転体への接触を回避することができる。つまり、回転体側及び静止体側の両方にシールフィンを有するシール装置において、アブレイダブル層を回転体側に設置することなく、静止体側の第２シールフィンの損傷を防止できる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の回転機械のシール装置及び回転機械の実施の形態を適用した蒸気タービンの要部構造を示す縦断面図である。
【図２】図１の符号IIで示す本発明の回転機械のシール装置の第１の実施の形態及びその周囲を拡大した縦断面図である。
【図３】本発明の回転機械のシール装置の第２の実施の形態を示す縦断面図である。
【図４】図１の符号IVで示す本発明の回転機械のシール装置の第３の実施の形態を示す縦断面図である。
【図５】本発明の回転機械のシール装置及び回転機械の第１乃至第３の実施の形態の一部を構成する静止体側の第２シールフィンの変形例の一例の先端部を拡大して示す断面図である。
【図６】本発明の回転機械のシール装置及び回転機械の第１乃至第３の実施の形態の一部を構成する静止体側の第２シールフィンの変形例の他の例の先端部を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の回転機械のシール装置及び回転機械の実施の形態を図面を用いて説明する。なお、ここでは、本発明を蒸気タービンに適用した場合の実施形態を例に説明する。しかし、本発明は、ガスタービンや軸流圧縮機等の各種の回転機械に適用可能である。
【００１８】
［第１の実施の形態］
まず、本発明の回転機械のシール装置及び回転機械の実施の形態を適用した蒸気タービンの構成を図１を用いて説明する。図１は本発明の回転機械のシール装置及び回転機械の実施の形態を適用した蒸気タービンの要部構造を示す縦断面図である。なお、図１では、便宜上、蒸気タービンの上側の一部分のみを示している。
【００１９】
図１において、蒸気タービンは、回転体１と、回転体１を内包する静止体２とを備えている。回転体１は、軸部としてのタービンロータ３と、タービンロータ３の外周側に周方向に配列された複数の動翼４とを備えている。各動翼４は、径方向に延在する翼部１０と、翼部１０の先端部に設けたシュラウド１１とを有している。各シュラウド１１は周方向に隣接する他のシュラウド１１と接触することで連結され、連結されたシュラウド１１は円環状になる。
【００２０】
静止体２は、タービンロータ３及び動翼４を内包すると共に作動流体である蒸気Ｓｔの流路を画成するケーシング５と、ケーシング５の内周側に周方向に配列された複数の静翼６とを備えている。ケーシング５の内周には、ノズルダイヤフラム外輪７が固定されており、このノズルダイヤフラム外輪７を介して静翼６がケーシング５に保持されている。静翼６の内周側先端には、ノズルダイヤフラム内輪８が設けられており、ノズルダイヤフラム内輪８は蒸気Ｓｔの流路の内周壁の一部を構成している。ノズルダイヤフラム外輪７及びノズルダイヤフラム内輪８も静止体２の構成の一部である。静翼６と動翼４は、タービンロータ３の軸方向（図１中、左右方向）に交互に配置され、複数の段落（図１中、６段）を構成している。
【００２１】
ボイラ等の蒸気発生器（図示せず）で発生した蒸気Ｓｔは、ケーシング５の内部に導入される。そして、ケーシング５の内部を流れて静翼６と動翼４を交互に通りながら膨張し、タービンロータ３を回転させる。タービンロータ３の最も下流側（図１中、左側）に位置する動翼４、すなわち最終段の動翼４を通過した蒸気Ｓｔは、ケーシング５の外部に排気される。
【００２２】
蒸気タービンにおいて、タービンロータ３及び動翼４等からなる回転体１と、ケーシング５、静翼６、ダイヤフラム外輪７及びダイヤフラム内輪８等からなる静止体２との間には、回転体１の回転運動を許容するための間隙が設けられている。具体例として、タービンロータ３とノズルダイヤフラム内輪８又はケーシング５の間に形成された間隙や、動翼４とノズルダイヤフラム外輪７又はケーシング５の間に形成された間隙等が挙げられる。蒸気タービンの発電効率を高めるためには、このような間隙からの蒸気の漏れを抑えることが重要である。第１の実施の形態では、タービンロータ３とノズルダイヤフラム内輪８の間に形成された間隙にシール装置２０を設けている。
【００２３】
次に、本発明の回転機械のシール装置の第１の実施の形態の詳細な構造を図２を用いて説明する。
図２は図１の符号IIで示す本発明の回転機械のシール装置の第１の実施の形態及びその周囲を拡大した縦断面図である。図２中、白抜き矢印は漏れ流れを示している。なお、図２において、図１に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
【００２４】
図２において、シール装置２０は、回転体１を構成するタービンロータ３のシール面としての外周面３ａにタービンロータ３と一体に設けた第１シールフィン２１を備えている。第１シールフィン２１は、タービンロータ３の外周面３ａから径方向外側（図２中、上側）に突出し、円環状に形成されている。第１シールフィン２１は、タービンロータ３の軸方向（図２中、左右方向）に間隔をあけて複数（図２では３つ）配置されている。
【００２５】
シール装置２０は、さらに、ノズルダイヤフラム内輪８における複数の第１シールフィン２１に対向する部分に着脱可能に取り付けられたシール基板２３を備えている。シール基板２３は、例えば、複数の円弧状部材を組み立てることで円環状に形成されるものであり、第１シールフィン２１を設けたタービンロータ３の外周面３ａに対向する対向面であるシール面２４を有している。シール基板２３は、その外周側に取付部２５を有している。取付部２５は、回転体１の径方向外側に突出して断面形状Ｔ字状で周方向に延在している。シール基板２３は、ノズルダイヤフラム内輪８の内周側に形成された嵌合溝部８ａに取付部２５が嵌合することでノズルダイヤフラム内輪８に取り付けられている。シール基板２３は、静止体２を構成するノズルダイヤフラム内輪８に取り付けられており、それ自体も静止体２の一部を構成する。
【００２６】
シール基板２３のシール面２４には、第２シールフィン２７がシール基板２３と一体に設けられている。第２シールフィン２７は、シール基板２３のシール面２４から径方向内側（図２中、下側）に突出し、周方向に延在している。第２シールフィン２７は、タービンロータ３の軸方向に間隔をあけて複数（図２では、２つ）配置されている。タービンロータ３（回転体１）側に設けた第１シールフィン２１とシール基板２３（静止体２）側に設けた第２シールフィン２７は、タービンロータ３の軸方向に交互に１つずつ配置されている。シール装置２０は、いわゆるスタッガード型のシール構造を有している。
【００２７】
シール装置２０は、また、シール基板２３のシール面２４及び複数の第２シールフィン２７の表面全体を連続した状態で被覆するアブレイダブル層２８を備えている。アブレイダブル層２８は、第１シールフィン２１及びタービンロータ３を形成する基材よりも切削性に優れたアブレイダブル材により形成されている。アブレイダブル層２８のシール面２４及び第２シールフィン２７の表面全体（静止体表面）への積層は、ＡＰＳ（大気プラズマ溶射）により行われる。具体的には、シール面２４及び複数の第２シールフィン２７の表面全体に対し、アブレイダブル材を目標とするアブレイダブル層厚さよりも厚くなるように溶射し、必要に応じて熱処理を施す。その後、アブレイダブル層の表面を機械加工により目標とするアブレイダブル層厚さまで切削する。これにより、シール基板２３のシール面２４及び複数の第２シールフィン２７の表面全体がアブレイダブル層２８により被覆された本シール装置２０が形成される。
【００２８】
次に、本発明の回転機械のシール装置及び回転機械の第１の実施の形態の作用及び効果を図２を用いて説明する。
図２において、タービンロータ３とノズルダイヤフラム内輪８の間隙に蒸気の漏れ流れＬが流入しても、シール装置２０により蒸気の漏れが抑制される。
【００２９】
本実施の形態においては、タービンロータ３側の第１シールフィン２１に対向するシール基板２３のシール面２４にアブレイダブル層２８を設けているので、回転体１と静止体２の熱伸び差や回転体１の振動等により、第１シールフィン２１の先端がアブレイダブル層２８に接触しても、アブレイダブル層２８の方が快削される。その結果、第１シールフィン２１の摩耗や破損を防止できる。そのため、アブレイダブル層がないシール装置の場合と比較して、シール間隙（第１シールフィン２１の先端とアブレイダブル層２８との間隙）をより小さく設定することが可能となり、蒸気の漏れ量を抑制することができる。
【００３０】
また、シール基板２３側の第２シールフィン２７の表面全体をアブレイダブル層２８により被覆しているので、回転体１と静止体２の熱伸び差や回転体１の振動等により、第２シールフィン２７の先端がタービンロータ３側に接近しても、第２シールフィン２７の先端を覆うアブレイダブル層２８が先にタービンロータ３のシール面としての外周面３ａに接触して快削される。つまり、第２シールフィン２７はそれ自体を覆うアブレイダブル層２８により保護されているので、第２シールフィン２７の摩耗や破損を防止できる。そのため、アブレイダブル層がないシール装置の場合と比較して、シール間隙（第２シールフィン２７の先端を覆うアブレイダブル層２８とタービンロータ３の外周面３ａとの間隙）をより小さく設定することが可能となり、蒸気の漏れ量を抑制できる。換言すると、シール装置２０は、シール基板２３側の第２シールフィン２７に対向するタービンロータ３側の対向面、つまり、外周面３ａにアブレイダブル層を設ける場合と同等のシール性能を維持することができる。また、第２シールフィン２７とタービンロータ３の接触が回避されるので、第２シールフィン２７との接触によるタービンロータ３の熱変形を防止することができる。
【００３１】
さらに、本実施の形態においては、シール基板２３のシール面２４及び複数の第２シールフィン２７を連続して覆うようにアブレイダブル層２８を設けているので、シールフィンにより分断されているシール面ごとにアブレイダブル層を設ける従来のシール装置よりも、アブレイダブル層２８による被覆面積が大きくなり、アブレイダブル層２８の接着性が向上する。また、回転しない静止体２側にアブレイダブル層２８を設けているので、蒸気タービンの運転中に遠心力がアブレイダブル層２８に作用することもない。したがって、シール装置２０は、アブレイダブル層２８が剥離しにくいシール構造となっている。
【００３２】
ところで、アブレイダブル層２８が大きく快削されてシール装置２０のシール性能が低下した場合、アブレイダブル層２８の補修又は部品交換の必要がある。アブレイダブル層の補修又は部品交換は、一般的に、回転体１と静止体２の構造上の理由により、アブレイダブル層を静止体２側に設けた場合の方が回転体１側に設けた場合よりも容易である。
【００３３】
例えば、アブレイダブル層をタービンロータ３（回転体１）側に設けた場合には、タービンロータ３を内包するケーシング５（図１参照）等を先ず分解する必要がある。その後、タービンロータ３を搬出し、タービンロータ３側に設けたアブレイダブル層を補修する。それから、当該タービンロータ３を搬入し、静止体２を再度組み立てることとなる。一方、アブレイダブル層をシール基板２３側に設けた場合には、シール基板２３の周辺の静止体２を分解し、当該シール基板２３等を搬出する。その後、アブレイダブル層を補修せずに、アブレイダブル層が設けられている新品のシール基板２３に交換して組み付ければよい。
【００３４】
このように、回転体側の部品の補修又は交換は、静止体側の部品の補修又は交換よりも煩雑で多くの工数を必要とする。本実施の形態においては、アブレイダブル層２８を静止体２側にのみ設けているので、アブレイダブル層２８が損傷してシール装置２０のシール性能が低下した場合でも、アブレイダブル層を回転体１側に設けた場合よりもシール装置２０の復旧が容易である。
【００３５】
上述したように、本発明の回転機械のシール装置及び回転機械の第１の実施の形態によれば、シール基板２３（静止体２側）のシール面２４の全体及びシール基板２３（静止体２側）に設けた複数の第２シールフィン２７の表面全体を連続して被覆するようにアブレイダブル層２８を設けたので、回転体１と静止体２の熱伸び差等によりシール基板２３（静止体２）側の第２シールフィン２７の先端がタービンロータ３（回転体１）の外周面（対向面）３ａに接近した場合でも、第２シールフィン２７を被覆するアブレイダブル層２８が先ずタービンロータ３（回転体１）に接触して快削されるので、第２シールフィン２７のタービンロータ３（回転体１）への接触を回避することができる。つまり、タービンロータ３（回転体１）側及びシール基板２３（静止体２）側の両方にシールフィン２１、２７を有するシール装置において、アブレイダブル層をタービンロータ３（回転体１）側に設置することなく、シール基板２３（静止体２）側の第２シールフィン２７の損傷を防止できる。
【００３６】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の回転機械のシール装置及び回転機械の第２の実施の形態を図３を用いて説明する。
図３は本発明の回転機械のシール装置の第２の実施の形態を示す縦断面図である。なお、図３において、図１及び図２に示す符号と同符号ものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
【００３７】
図３に示す本発明の回転機械のシール装置及び回転機械の第２の実施の形態は、第１の実施の形態がタービンロータ３側の第１シールフィン２１とシール基板２３側の第２シールフィン２７をタービンロータ３の軸方向に交互に１つずつ配置した構造、いわゆるスタッガード型のシール装置２０であるのに対して（図２参照）、タービンロータ３の軸方向に、シール基板２３側の第２シールフィン２７を２つずつ、タービンロータ３側の第１シールフィン２１を１つずつ、交互に配置した構造のシール装置２０Ａである。すなわち、シール装置２０Ａは、隣接する２つの第１シールフィン２１の間に、第２シールフィン２７を２つ配置するものである。
【００３８】
上述した本発明の回転機械のシール装置及び回転機械の第２の実施の形態によれば、タービンロータ３（回転体１）側及びシール基板２３（静止体２）側の両方にシールフィン２１、２７を有するシール装置において、前述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
また、本実施の形態によれば、隣接する２つの第１シールフィン２１の間に第２シールフィン２７を複数配置しているので、第２シールフィン２７が配置されている部分においては、第１の実施の形態の当該部分よりも、単段あたりの圧力比が小さくなる。そのため、第２シールフィン２７を被覆するアブレイダブル層２８とこれに対向するタービンロータ３の対向面、すなわち外周面（シール面）３ａの間隔を、第１シールフィン２１の先端とこれに対向するシール基板２３のシール面２４を被覆するアブレイダブル層２８との間隔ほど小さくできなくとも、シール性能を高めることができる。
【００４０】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の回転機械のシール装置及び回転機械の第３の実施の形態を図４を用いて説明する。
図４は図１の符号IVで示す本発明の回転機械のシール装置の第３の実施の形態を示す縦断面図である。なお、図４において、図１乃至図３に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
【００４１】
図４に示す本発明の回転機械のシール装置及び回転機械の第３の実施の形態は、第１の実施の形態がタービンロータ３とノズルダイヤフラム内輪８との間隙にシール装置２０を設けたものであるのに対して（図１及び図２参照）、動翼４の先端部とノズルダイヤフラム外輪７との間隙にシール装置２０Ｂを設けたものである。具体的には、ノズルダイヤフラム外輪７における動翼４のシュラウド１１に対向する部分には、嵌合溝部７ａが形成されている。シール装置２０Ｂは、動翼４のシュラウド１１のシール面としての外周面１１ａにシュラウド１１と一体に設けられた第１シールフィン２１Ｂを備えている。第１シールフィン２１Ｂは、シュラウド１１の外周面１１ａから径方向外側（図４中、上側）に突出し、周方向に延在している。第１シールフィン２１Ｂは、タービンロータ３の軸方向（図４中、左右方向）に間隔をあけて複数（図４では３つ）設けられている。シール装置２０Ｂのシール基板２３は、その取付部２５がノズルダイヤフラム外輪７の嵌合溝部７ａに嵌合することでノズルダイヤフラム外輪７に着脱可能に取り付けられている。シール装置２０Ｂは、動翼４の先端部とノズルダイヤフラム外輪７の間隙に蒸気の漏れ流れＬが流入しても、蒸気の漏れを抑制する。
【００４２】
本実施の形態においては、動翼４のシュラウド１１側の第１シールフィン２１Ｂに対向するシール基板２３のシール面２４にアブレイダブル層２８を設けているので、第１シールフィン２１Ｂの先端がアブレイダブル層２８に接触しても、アブレイダブル層２８の方が快削され、その結果、第１シールフィン２１Ｂの摩耗や破損を防止できる。また、シール基板２３側の第２シールフィン２７の表面全体をアブレイダブル層２８で被覆しているので、第２シールフィン２７の先端が動翼４のシュラウド１１側に接近しても、第２シールフィン２７の先端を覆うアブレイダブル層２８がシュラウド１１のシール面としての外周面１１ａに接触して快削され、その結果、第２シールフィン２７の摩耗や破損を防止できる。つまり、第２シールフィン２７はアブレイダブル層２８により保護されている。
【００４３】
上述した本発明の回転機械のシール装置及び回転機械の第３の実施の形態によれば、動翼４とノズルダイヤフラム外輪７との間隙に対しても、前述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
［その他の実施形態］
なお、上述した第１乃至第３の実施の形態においては、静止体２側の第２シールフィン２７の先端部を凹凸がない平坦に形成した例を示した。それに対して、アブレイダブル層２８の第２シールフィンの先端部に対する接触面積を増加させるために、図５に示すように、第２シールフィン２７Ｃの先端部に溝部３１を設ける構成が可能である。すなわち、第２シールフィン２７Ｃは、凹形状の先端部を有している。このため、アブレイダブル層２８は、この溝部３１の底面及び側面に接触した状態で第２シールフィン２７Ｃを被覆するので、第１乃至第３の実施の形態の場合よりも、アブレイダブル層２８の第２シールフィン２７Ｃの先端部に対する密着性が向上する。つまり、本シール構造は、アブレイダブル層２８がより剥離しにくい構造となっている。
【００４５】
また、アブレイダブル層２８の第２シールフィンの先端部に対する接触面積を増加させるために、図６に示すように、第２シールフィン２７Ｄの先端部に突条部３２を設ける構成も可能である。すなわち、第２シールフィン２７Ｄは、凸形状の先端部を有している。このため、アブレイダブル層２８は、この突条部３２の先端面及び側面に接触した状態で第２シールフィン２７Ｄを被覆するので、第１乃至第３の実施の形態の場合よりも、アブレイダブル層２８の第２シールフィン２７Ｄの先端部に対する密着性が向上する。つまり、本シール構造は、アブレイダブル層２８がより剥離しにくい構造となっている。
【００４６】
図５は本発明の回転機械のシール装置及び回転機械の第１乃至第３の実施の形態の一部を構成する静止体側の第２シールフィンの変形例の一例の先端部を拡大して示す断面図、図６は本発明の回転機械のシール装置及び回転機械の第１乃至第３の実施の形態の一部を構成する静止体側の第２シールフィンの変形例の他の例の先端部を拡大して示す断面図である。なお、図５及び図６において、図１乃至図４に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略した。
【００４７】
なお、上述した第１乃至第３の実施の形態においては、第２シールフィン２７を静止体２としてのノズルダイヤフラム内輪８又はノズルダイヤフラム外輪７にシール基板２３を介して設けた例を示したが、第２シールフィンをノズルダイヤフラム内輪８又はノズルダイヤフラム外輪７に直接設けることも可能である。この場合、ノズルダイヤフラム内輪８又はノズルダイヤフラム外輪７のシール面及びそれらのシール面に設けた第２シールフィンの表面上を連続して被覆するようにアブレイダブル層を設けることで、第１乃至第３の実施の形態の場合と同様な効果を得ることができる。
【００４８】
また、上述した第２の実施の形態においては、回転体１側の隣接する２つの第１シールフィン２１の間に、静止体２側の第２シールフィン２７を２つずつ配置した例を示したが、隣接する２つの第１シールフィン２１の間に、第２シールフィン２７を３つ以上配置する構成も可能である。また、回転体１側の隣接する２つの第１シールフィン２１の間に、静止体２側の第２シールフィン２７を複数配置した例を示したが、静止体２側の隣接する２つの第２シールフィン２７の間に、回転体１側の第１シールフィン２１を複数配置する構成も可能である。
【００４９】
なお、本発明は上述した第１乃至第３の実施の形態及びその変形例に限られるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施形態は本発明をわかり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、ある実施形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１…回転体、  ２…静止体、  ３…タービンロータ（回転体、軸部）、  ４…動翼（回転体）、  ７…ノズルダイヤフラム外輪（静止体）、  ８…ノズルダイヤフラム内輪（静止体）、  １１…シュラウド（回転体）、  ２０、２０Ａ、２０Ｂ…シール装置、  ２１、２１Ｂ…第１シールフィン、  ２３…シール基板（静止体）、  ２４…シール面、  ２７、２７Ｃ、２７Ｄ…第２シールフィン、  ２８…アブレイダブル層
【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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