特開 2023-162560 ラビリンスシール及びこれを用いたラビリンス隙間の調整方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023162560

(43)【公開日】2023-11-09

(54)【発明の名称】ラビリンスシール及びこれを用いたラビリンス隙間の調整方法

(51)【国際特許分類】

   F03B 11/00 20060101AFI20231101BHJP

   F16J 15/447 20060101ALI20231101BHJP

【ＦＩ】

F03B11/00 B

F16J15/447

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022072958

(22)【出願日】2022-04-27

(71)【出願人】

【識別番号】506099041

【氏名又は名称】田中水力株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100078776

【弁理士】

【氏名又は名称】安形 雄三

(74)【代理人】

【識別番号】100121887

【弁理士】

【氏名又は名称】菅野 好章

(72)【発明者】

【氏名】國分 清

【テーマコード（参考）】

3H072

3J042

【Ｆターム（参考）】

3H072AA02

3H072BB06

3H072BB27

3H072CC68

3J042AA04

3J042BA01

3J042CA02

3J042CA11

3J042DA03

(57)【要約】      （修正有）

【課題】ラビリンスシールのギャップが拡大しても、従来よりも短時間で、元のシール隙間に簡便にアジャストできるラビリンスシールを提供する。
【解決手段】主軸スリーブ１００と、主軸スリーブ１００を取り囲むように配置されるリング状のラビリンスライナ３００とを備え、ラビリンスライナ３００は、ケーシング７００に、主軸Ｍｓと平行な方向に、シールする流体の低圧側から高圧側の方向に、進退可能なジャッキボルト５００により配置され、主軸スリーブ１００とラビリンスライナ３００との相互の対向面が、主軸Ｍｓに対して同一の勾配を有するように設けられ、勾配は、主軸の低圧側から高圧側にかけて、主軸の中心からの距離が大きくなるように形成され、対向面の間隔を、ラビリンスシールからの流体の漏出量に応じて、ジャッキボルト５００により主軸Ｍｓに沿った方向に、主軸Ｍｓの高圧側又は低圧側に位置をずらして固定することにより、調整可能とした。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体機械の主軸に用いられるラビリンスシールにおいて、
前記ラビリンスシールは、前記主軸の外周面上の一部に、前記主軸廻りを取り囲むように配置されるリング状の主軸スリーブと、
前記主軸を囲むケーシングに、前記主軸スリーブを取り囲むように配置されるリング状のラビリンスライナと、を備え、
前記ラビリンスライナは、前記ケーシングに、前記主軸と平行な方向に、シールする流体の低圧側から高圧側の方向に、進退可能なジャッキボルトにより配置され、
前記主軸スリーブと前記ラビリンスライナとの相互の対向面が、前記主軸に対して同一の勾配を有するように設けられ、
前記勾配は、前記主軸の低圧側から高圧側にかけて、前記主軸の中心からの距離が大きくなるように形成され、
前記対向面の間隔を、前記ラビリンスシールからの流体の漏出量に応じて、前記ラビリンスライナを前記ジャッキボルトにより前記主軸に沿った方向に、前記主軸の高圧側又は低圧側に位置をずらして固定することにより、調整可能であることを特徴とする、
ラビリンスシール。

【請求項2】

前記主軸スリーブは外周面に硬質クロムメッキがされている、請求項１に記載のラビリンスシール。

【請求項3】

前記流体機械は水車である請求項１又は２に記載のラビリンスシール。

【請求項4】

前記ラビリンスライナのラビリンスの形態は、前記ラビリンスライナの代表面上に、前記主軸廻りを取り囲むように形成された断面が矩形状の凹部を前記主軸に沿った方向に複数配列することにより形成される、請求項３に記載のラビリンスシール。

【請求項5】

前記ラビリンスシールのフランジの付け根には、停止環が形成されており、前記停止環は、前記ケーシングに設けられた前記ラビリンスシールの摺動面に設けられた摺動凹部に対応する形態と寸法とを有し、前記ラビリンスシールの停止環と前記ケーシングの摺動凹部の停止部とが、前記ラビリンスライナが前記ケーシング内の摺動面に沿って入り込める範囲を確定する、請求項４に記載のラビリンスシール。

【請求項6】

前記ラビリンスライナは、円周方向に分割された複数の部分を組み合わせて構成される、請求項１又は２に記載のラビリンスシール。

【請求項7】

請求項１又は２に記載のラビリンスシールを用いたラビリンス隙間の調整方法であって、
前記ジャッキボルトを緩めるステップと、
前記ジャッキボルトにより、前記ラビリンスライナを軸方向に移動して前記対向面の間隔を調整するステップと、
前記調整後に前記ジャッキボルトを締結するステップとからなる、ラビリンス隙間の調整方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水車等の流体機械の主軸に用いられるラビリンスシールに関するものであり、更に詳細には、ラビリンスシールを構成するラビリンス隙間（ラビリンスギャップ）の調整を簡便に行うと共に、メンテナンスコストの低減が可能な、ラビリンスシール及びこれを用いたラビリンス隙間の調整方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

水車などの流体機械では、羽根車（ランナ）等が接続された主軸を介して、動力の伝達が行われる。そして、当該ランナは使用される水に直接曝されるものであるために、主軸に接続された発電機等の方向へ、主軸を介してランナ側から一定量以上の漏水が生ずる事を防止するために、主軸の封水が行われている。

【0003】

近年、こうした水車などの流体機械の主軸封水にラビリンスシールあるいは、メカニカルシールが使用されるケースが多くなってきている。特に、図1に示したようなラビリンスシールは、簡易な構造であることから安価であり、比較的寿命が長い、という特徴が有る。

【0004】

ここで、図1は水車における従来のラビリンスシールＬＳ１００周辺のケーシング７００の一部を例示した断面図である。図１中で、導水管９６０により導かれた水は、固定羽根（ステイベーン）８２０と案内羽根（ガイドベーン）８３０とを通ってランナ羽根（ランナベーン）８１０を有するランナ８００を回転させ、吸出し曲管９７０から排出される。

【0005】

そのため、このようなランナ８００の回転により、先端にランナ８００が接続された主軸Msが回転することになり、当該ランナ８００から離間した主軸Msの周りには、回転する主軸Msのシールの為に、ラビリンスシールＬＳ１００が設けられている。

【0006】

ラビリンスシールＬＳ１００は、リング状の主軸スリーブ９００とラビリンスライナ９３０とからなっている。このうち、主軸スリーブ９００は主軸Msに接続されたランナ８００から離間して、（図示しない）発電機寄りの主軸Msの廻りに配置されており、ラビリンスライナ９３０は、当該主軸スリーブ９００の周囲を取り囲むように形成されたケーシング７００の内側部分に配置されている。そして、これらの部分を保護するように、飛散防止カバー７１０が設けられている。

【0007】

このように形成されるラビリンスシールＬＳ１００では、主軸スリーブ９００がリングの外表面側に作る面９０３とラビリンスライナ９３０がリングの内表面側に作る面９３１Sとを対向面と呼称するとすれば、かかる対向面の間には、僅かな隙間（ラビリンスギャップ）２００が形成されており、この隙間を流路として、流入する流体に対してラビリンスライナ９３０に形成された流路空間（ラビリンス）９５０による膨張と流路による圧縮等が繰り返されて、流入する流体の圧力損失が生じ、回転する主軸Msの封水（シール）が行われる。

【0008】

上述のような、ラビリンスシールＬＳ１００には、主軸スリーブ９００とラビリンスライナ９３０との対向面が接触しない利点が有るが、使用水に土砂が多い発電所等の場合には、ランナ８００の背面から伝わる水に土砂が混入して主軸スリーブ９００とラビリンスライナ９３０との間に入り込むことが有る。そのため、このような場合には、シール隙間（ラビリンスギャップ）２００の間に土砂が滞留して、水車軸（主軸Ms）の回転による遠心力が加勢し、ラビリンスギャップ２００を拡大させ、漏水量が増大し、メンテナンス料が嵩む、という問題がある。

【0009】

そこで、このようにラビリンスギャップに土砂が混入することを防止するために、例えば、特開2018-96315号公報（特許文献1）、特開平6－81761号公報（特許文献2）又は、特開平9-310672号公報（特許文献3）に記載された発明のように、軸受部分に清水を注水し、土砂の混入を防ぐことなどが行われている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開2018-96315号公報

【特許文献2】特開平6-81761号公報

【特許文献3】特開平9-310672号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

しかし、上述のように、ラビリンスギャップに土砂が混入することを防止するために、清水を注入する方式を採用した場合には、水ストレーナ等の設置が必要となるために、水ストレーナの管理や関連する機器のコストが高くなり経済性が悪化する。したがって、この事から、注水を不要とする構造が望ましい。

【0012】

そこで出願人は、長年の間こうした課題に取り組んできたが、例えば、主軸スリーブを耐摩耗性の高い部材に交換しても、静止部のラビリンスライナのほうが摩耗してしまうという問題があった。また、主軸スリーブに合わせて、ラビリンスライナの硬度も上げると、主軸スリーブとの硬度差がなくなり、かじりが生じて、機器の破損が起きる可能性があった。そのため、このような場合には、ラビリンスライナおよび主軸スリーブの交換が必要となるが、残念ながら、主軸スリーブは、吸出し曲管とランナとを吊り出さないと交換ができない構造であることが多いため、その作業にかかる日数が３日から４日間程度の相応の期間を要し、その期間中、水車は停止となってしまうという問題があった。

【0013】

そこで本発明は、上記のような問題の解決を目的としたものであり、従来の構造を保ちながら、土砂による摩耗等が生じて、ラビリンスシールのギャップが拡大しても、従来よりも短時間で、元のシール隙間に簡便にアジャスト（調節）できるラビリンスシール及びこれを用いたラビリンス隙間の調整方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上記課題を解決するために本発明は、流体機械の主軸に用いられるラビリンスシールにおいて、前記ラビリンスシールは、前記主軸の外周面上の一部に、前記主軸廻りを取り囲むように配置されるリング状の主軸スリーブと、前記主軸を囲むケーシングに、前記主軸スリーブを取り囲むように配置されるリング状のラビリンスライナとを備え、前記ラビリンスライナは、前記ケーシングに、前記主軸と平行な方向であって、シールする流体の低圧側から高圧側の方向に、進退可能なジャッキボルトにより配置され、前記主軸スリーブと前記ラビリンスライナとの相互の対向面が、前記主軸に対して同一の勾配を有するように設けられ、前記勾配は、前記主軸の低圧側から高圧側にかけて、前記主軸の中心からの距離が大きくなるように形成され、前記対向面の間隔を、前記ラビリンスシールからの流体の漏出量に応じて、前記ラビリンスライナを前記ジャッキボルトにより前記主軸に沿った方向に、前記主軸の高圧側又は低圧側に位置をずらして固定することにより、調整可能であることを特徴とする、ラビリンスシールを提供する。

【0015】

また、上記課題の解決は、前記主軸スリーブは外周面に硬質クロムメッキがされていることにより、或いは、前記流体機械は水車であることにより、或いは、前記ラビリンスライナのラビリンスの形態は、前記ラビリンスライナの代表面上に、前記主軸廻りを取り囲むように形成された断面が矩形状の凹部を前記主軸に沿った方向に複数配列することにより形成される事により、或いは、前記ラビリンスシールのフランジの付け根には、停止環が形成されており、前記停止環は、前記ケーシングに設けられた前記ラビリンスシールの摺動面に設けられた摺動凹部に対応する形態と寸法とを有し、前記ラビリンスシールの停止環と前記ケーシングの摺動凹部の停止部とが、前記ラビリンスライナが前記ケーシング内の摺動面に沿って入り込める範囲を確定することにより、或いは、前記ラビリンスライナは、円周方向に分割された複数の部分を組み合わせて構成されることにより、更に効果的に達成される。

【0016】

また、上記課題の解決は、前記ラビリンスシールを用いたラビリンス隙間の調整方法であって、前記ジャッキボルトを緩めるステップと、前記ジャッキボルトにより、前記ラビリンスライナを軸方向に移動して前記対向面の間隔を調整するステップと、前記調整後に前記ジャッキボルトを締結するステップとからなる、ラビリンス隙間の調整方法により、更に効果的に達成される。

【発明の効果】

【0017】

本発明では主軸スリーブとラビリンスライナとの対向面の間隔（シール隙間又はラビリンスギャップ）をジャッキボルトにより、極めて容易に調整することが可能である。そのため、比較的簡単な作業で、低コストにラビリンスギャップの調整が可能であり、漏水が生じた場合には、ラビリンスギャップの調整を行えば容易に漏水を停止することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】水車における従来のラビリンスシール及びその周辺のケーシングの一部を例示した断面図である。

【図2】本発明の例によるラビリンスシールの配置された主軸部分周辺について、その一部を拡大して例示した断面図である。

【図3】（A)は本発明による主軸スリーブの側断面図、（B)は本発明によるラビリンスライナの側断面図、（C）はラビリンスライナの側方の一部を拡大して例示した一部断面図である。

【図4】本発明による主軸スリーブとラビリンスライナとを組み合わせた状態の例を示す断面図である。（図中の点線はラビリンスギャップを示し、鎖線は主軸を仮想的に示したものである。）

【図5】本発明によるラビリンスシールの配置された主軸部分について、その一部を拡大して例示した断面図であり、（A)はラビリンスギャップが摩耗等で拡大する前のジャッキボルトの初期の状態を一部半断面図で示し、（B）は、ラビリンスギャップが拡大したことにより、ジャッキボルトでラビリンスギャップを調整した後の状態を一部半断面図で示したものである。

【図6】本発明によるラビリンスシールの配置された主軸部分について、その一部を拡大して例示した断面図であり、ジャッキボルトの他の構成例を図５の場合と同様に示したものである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本発明によるラビリンスシールは、基本的には、例えば、図２に示したように、主軸Msの外周面上の一部に、当該主軸Msの廻りを取り囲むように配置されるリング状の主軸スリーブ１００と、当該主軸スリーブ１００を取り巻くようにケーシング７００の内側に配置された、同じくリング状のラビリンスライナ３００と、当該ラビリンスライナ３００を主軸Msの軸線に沿った方向に移動可能なジャッキボルト５００とから構成される。そこで、以下では、これらの構成要素について、添付図面を参照しつつ更に詳細に説明する。

【0020】

なお、以下の説明では、同一の構成要素については、他の形態を採り得るものについても同一の記号を用いる場合があり、重複する構成の説明や記号等については、一部省略する場合がある。また、図面に示す各構成要素の大きさや相互の比率などは、理解を容易にするためと説明の便宜のために、実際のものとは異なって拡大或いは強調している場合もあり、図面の一部については、表現を省略している場合もある。

【0021】

上記図２は、本発明の例によるラビリンスシールＬＳ２００の配置された主軸Ms部分周辺について、その一部を拡大して例示した断面図であり、図３（A)は本発明による主軸スリーブ１００を構成するリングを当該リングの側方向から見た断面図、図３（B)は本発明によるラビリンスライナ３００を構成するリングを当該リングの側方向から見た断面図、図３（C）はラビリンスライナの側方の一部を拡大して例示した一部断面図である。

【0022】

本発明の構成要素のうち、主軸スリーブ１００は、例えば、図２、図３（Ａ）に示すように、水車等の流体機械の主軸Msの外周面上の一部に、当該主軸Msの廻りを取り囲むように配置されるリング状に形成されており、その断面はテーパが設けられた四辺形状に形成され、外周面に傾斜（勾配）が形成されている。

【0023】

そして、当該主軸スリーブ１００を構成するリングの内周面１１０は、例えば、図３（Ａ）、図４に記載されるように、主軸Msの表面に直接配置できるように、主軸Msに配置された場合に、主軸Msと平行になるように、リングの中心軸Ａｘからの距離が当該中心軸に沿って等しい円環状に構成されている。

【0024】

一方、主軸スリーブ１００を構成するリングの外周面１３０は、主軸Msの軸線に対して、勾配１３０ψが設けられるように構成される。

【0025】

かかる勾配１３０ψは、図3（A）、図4に示すように、主軸Msに接続されるランナ８００等の設けられた側である、シールする流体の流入側（高圧側）から、主軸Msに接続される（図示しない）発電機等の設けられた側である、シールする流体の流出側（低圧側）にかけて形成されており、主軸スリーブ１００が主軸Msに配置された場合には、主軸Msの軸線に対して、シールする流体の高圧側から低圧側にかけて、リングの中心軸Ａｘからの距離が当該中心軸Ａｘに沿って、小さくなるように、傾斜が形成されている。

【0026】

そして、本発明で、かかる傾斜が設けられるのは、後述するラビリンスライナ３００を主軸Msの軸線に沿った方向（言い換えれば、主軸Msと平行な方向）に移動させることでラビリンスギャップ２００を調整するためである。

【0027】

そのため、主軸スリーブ１００の外表面（外周面）は、ラビリンスライナ３００の内周面（代表面）３１０Sに対する対向面となり、当該ラビリンスライナ３００の代表面３１０Sと組み合わされて、後述するラビリンスギャップ２００を形成する。

【0028】

また、主軸スリーブ１００の勾配１３０ψの大きさは、特に限定を設けるものでは無いが、例えば、主軸Msの軸線方向の長さ２５に対して主軸Msの法線方向の長さが１程度になるように構成（１/２５）され、同様の勾配が、ラビリンスライナ３００の代表面３１０Sにも形成されて、主軸スリーブ１００の外周面１３０とラビリンスライナ３００の内周面の代表面３１０Sとが作るラビリンスギャップ２００が平行になるように構成される。

【0029】

また、主軸スリーブ１００の材質については特に限定を設けるものでは無いが、一般的には、土砂による摩耗やキャビテーションによる浸食が少ない材質が用いられる。

【0030】

そして、本発明の場合には、少なくとも主軸スリーブ１００の外周面１３０、若しくは、主軸スリーブ１００の全面に硬質クロムメッキ（ハードクロムメッキ）による表面改質を行い、耐摩耗性を向上させることも可能である。

【0031】

次に、本発明の構成要素のうち、ラビリンスライナ３００は、例えば、図２、図３（B）、（C）、図4に示すように、水車等の流体機械の主軸Msを囲むケーシング７００の内側に、上記主軸スリーブ１００を取り囲むように配置されるリング状に形成されており、その断面を見た場合、テーパが設けられた四辺形状に形成され、内周面の代表面３１０Sに傾斜（勾配）310ψが形成されている。

【0032】

そして、当該ラビリンスライナ３００はケーシング７００に対して、ジャッキボルト５００により配置されているが、当該ジャッキボルト５００は、当該ラビリンスライナ３００を上記水車等の主軸Msと平行な方向（言い換えれば、主軸Msに沿った方向）に当該主軸Msに沿って移動させるものであるために、主軸Msと平行な方向に、シールする流体の低圧側から高圧側の方向に、進退可能に螺進してラビリンスライナ３００を固定できるように構成されている。

【0033】

そのため、ラビリンスライナ３００の外周面３３０は、ケーシング７００の内側に主軸Msと平行な方向に形成されたラビリンスシール摺動面７３０を摺動できるように、基本的には主軸Msと平行な面に形成されている。

【0034】

また、ラビリンスライナ３００を構成するリングの端部のうち、主軸Msに配置された場合に低圧側に当たる一端側には、フランジ３７０が形成されており、当該フランジ３７０には、ラビリンスライナ３００の外周面と平行な方向にジャッキボルト用孔３７１が形成されている。

【0035】

そして、かかるジャッキボルト用孔３７１は、リング状に形成されたラビリンスライナ３００の外周に構成されたフランジ３７０に沿って、複数が配置されており、ラビリンスライナ３００をケーシング７００に固定する場合には、当該ジャッキボルト用孔３７１にジャッキボルト５００を通してラビリンスライナ３００が固定される。そして、ラビリンスギャップ２００を調整する場合には、これらのジャッキボルト用孔３７１に螺入されているジャッキボルト５００を介してラビリンスライナ３００を主軸Msと平行な方向に主軸Msに沿って摺動してから、妥当な位置に固定できるように構成されている。

【0036】

また、当該ラビリンスライナ３００のフランジ３７０の付け根部分には、ラビリンスライナ３００の外周面から突出してリング状の停止環３９０が設けられている。

【0037】

かかる停止環３９０は、上記フランジ３７０の付け根部分から、上記フランジ３７０が設けられた一端側から他の一端側方向に延伸しており、ケーシング７００のラビリンスシール摺動面７３０に設けられた摺動凹部７３１と嵌合可能な（言い換えれば、対応する）形態と寸法とを有している。そのため、ラビリンスライナ３００がジャッキボルト５００により主軸Msの高圧側に摺動された場合に、当該停止環３９０が、ケーシング７００のラビリンスシール摺動凹部７３１に設けられた停止部７３３に当接することから、ラビリンスライナ３００がケーシング７００内の摺動面７３０に沿って入り込める範囲（限界）が確定（画定）されている。

【0038】

一方、ラビリンスライナ３００を構成するリングの内周面のうち流路空間３５０として形成される凹部を含まない部分を代表面３１０Sとすれば、当該代表面３１０Sは主軸Msの軸線に対して勾配３１０ψが設けられるように構成されている。そして、かかる勾配３１０ψは、上述のように、主軸スリーブ１００に設けられた勾配１３０ψと組み合わせることで、ラビリンスギャップ２００を調整するために設けられている。

【0039】

そのため、かかる勾配は３１０ψは、主軸スリーブ１００側に設けられた勾配１３０ψと対応させるために、主軸Msに接続される発電機等の設けられた側であるシールする流体の流出側（低圧側）から、主軸Msに接続されるランナ８００等の設けられた側であるシールする流体の流入側（高圧側）にかけて形成されている。

【0040】

そして、ラビリンスライナ３００が主軸Msに配置された場合には、主軸Msの軸線に対して、シールする流体の低圧側から高圧側にかけて、リングの中心軸Ａｘからの距離が当該中心軸Ａｘに沿って大きくなるように、傾斜が形成されている。

【0041】

また、ラビリンスライナ３００の内周面には、上述のような基本形態を有する代表面３１０Sに対して、流路空間（ラビリンス）３５０を構成する凹部が形成されている。かかる流路空間３５０は、ラビリンスライナ３００の内表面に設けることで、流入する流体の圧力損失を生じさせ、回転する主軸Msの封水（シール）を行うものである。

【0042】

そのため、かかる流路空間（ラビリンス）３５０の形態は、想定される流体の圧力等を考慮して決定することが可能であるが、例えば、図2等に記載されたように、ラビリンスライナの代表面３１０S上に、主軸Msの廻りを取り囲むように形成された断面が矩形状の凹部を、主軸Msに沿った方向に複数配列することにより形成することが可能である。

【0043】

また、上記ラビリンスライナ３００は、基本的にはリング状の形態を有しているが、主軸Msを取り囲むようにケーシング７００の内部に固定できれば、複数の部分を組み合わせて構成することも可能である。そのため、ラビリンスライナ３００は、例えば、ラビリンスライナ３００を構成するリングの円周方向に分割された２つの半円状の形態、或いは、複数の扇状の形態等に分割した部分を組み合わせるなどして、構成することが可能である。

【0044】

以上のような構成を有する主軸スリーブ１００とラビリンスライナ３００とは、例えば、図４のように組み合わせて主軸Ms廻りに配置することが可能である。

【0045】

ここで、図4は、本発明による主軸スリーブとラビリンスライナとを組み合わせた状態の例を示す断面図であり、図中の点線はラビリンスギャップを示し、鎖線は主軸を仮想的に示したものである。

【0046】

そして、上述した例のように、勾配1/25と構成した場合には、主軸スリーブ１００の外周面とラビリンスライナ３００の内周面３１０Sとのギャップ（ラビリンスギャップ２００）の間隔は、主軸スリーブ１００の外径寸法によるが、例えば、200ｍｍ以下であれば、0.3ｍｍを基準とする事が可能である。そのため、仮に、ギャップ０ｍｍの状態から0.3ｍｍのギャップを確保するには、ラビリンスライナ３００の移動代は、7.5ｍｍとなる。

【0047】

次に、上記ラビリンスライナ３００をケーシング７００に固定するジャッキボルト５００について説明する。

【0048】

本発明ではラビリンスギャップ２００の拡大による問題（流体の漏出量の増大等）が生じた場合には、ジャッキボルト５００により上記ラビリンスライナ３００を摺動させてラビリンスギャップ２００の調整が容易にできるように構成されている。

【0049】

そして、かかるジャッキボルト５００については、その機能が達成されれば、どのようなものでも良いが、例えば、図５に記載したように、固定ボルト５１０と、調整ボルト５３０と、固定用ナット５５０との組み合わせをジャッキボルト５００として、ラビリンスギャップ２００の調整を行う事も可能である。

【0050】

ここで、図５は、本発明によるラビリンスシールＬＳ２００の配置された主軸Ms部分について、その一部を拡大して例示した断面図であり、（A)はラビリンスギャップ２００が摩耗等で拡大する前のジャッキボルト５００の初期の状態を一部半断面図で示し、（B）は、ラビリンスギャップ２００が拡大したことにより、ジャッキボルト５００でラビリンスギャップ２００を調整した後の状態を一部半断面図で示したものである。

【0051】

図５（A）に記載された例では、外周面に雄ネジを有する穴付き調整ボルト５３０が、ラビリンスライナ３００のジャッキボルト用孔３７１に形成された雌ネジに螺入されており、当該穴付き調整ボルト５３０の先端がケーシング７００に当接している。

【0052】

そして当該穴付き調整ボルト５３０の中心軸に沿って形成された穴には、六角穴付き無頭ボルトが挿通されており、当該六角穴付き無頭ボルトは、固定ボルト５１０として、ケーシング７００に形成された、内部に雌ネジを有するケーシング側ジャッキボルト用孔７５０に螺入され、穴付き調整ボルト５３０の頭部側の軸方向に隣接して配置された固定用ナット５５０により、固定されている。

【0053】

そのため、上記のように構成されるジャッキボルト５００によりラビリンスライナ３００を移動させようとする場合には、固定用ナット５５０を緩めてから、穴付き調整ボルト５３０を回転させる。

【0054】

そうすると、穴付き調整ボルト５３０の回転に伴い、例えば、図５（B）に示すように、ラビリンスライナ３００が主軸Msに沿った高圧側方向に摺動するため、当該穴付き調整ボルト５３０とラビリンスライナ３００のジャッキボルト用孔３７１に形成された雌ネジとの螺入位置が変更されることから、固定用ナット５５０を閉めて固定すれば、ラビリンスライナ３００を主軸Msに沿った高圧側方向に保持することが可能である。そのため、このように、ラビリンスライナ３００を摺動させることにより、ラビリンスギャップ２００を簡単に調整する事が可能である。

【0055】

また、図6に示した例は、ジャッキボルト５００の固定ボルト５１０として、一端部を四角乃至六角に面取りした無頭ボルトを用いると共に、調整ボルト用固定ナット５３１と固定ボルト用固定ナット５１１とを設けた例を、図５の場合と同様に例示したものである。

【0056】

図6に示した例の場合には、図５の場合と同様に、外周面に雄ネジを有する穴付き調整ボルト５３０が、ラビリンスライナ３００のフランジ側ジャッキボルト用孔３７１に形成された雌ネジに螺入されており、当該穴付き調整ボルト５３０の先端がケーシング７００に当接している。

【0057】

そして、当該穴付き調整ボルト５３０には、一端側を四角乃至六角に面取りした無頭ボルト５１０が挿通されており、当該無頭ボルトは、固定ボルト５１０として、ケーシング７００に形成され雌ネジの設けられたケーシング側ジャッキボルト用孔７５０に螺入されている。

【0058】

そして更に、穴付き調整ボルト５３０の頭部とラビリンスライナ３００のフランジ３７０との間では、フランジ側ジャッキボルト用孔３７１の軸方向に隣接して配置された調整ボルト用固定ナット５３１により、穴付き調整ボルト５３０が締結されている。

【0059】

また、この際、固定ボルト５１０は、穴付き調整ボルト５３０の頭部側に隣接して配置された固定ボルト用固定ナット５１１により、固定されている。

【0060】

そのため、図6に示したように構成されるジャッキボルト５００によりラビリンスライナ３００を移動させようとする場合には、最初に、調整ボルト用固定ナット５３１（若しくは調整ボルト用固定ナット５３１及び固定ボルト用固定ナット５１１）を緩めてから、穴付き調整ボルト５３０を回転させる。

【0061】

そうすると、穴付き調整ボルト５３０の回転に伴い、例えば、図6（B）に示すように、ラビリンスライナ３００が主軸Msに沿った高圧側方向に摺動するため、当該穴付き調整ボルト５３０とラビリンスライナ３００のフランジ側ジャッキボルト用孔３７１に形成された雌ネジとの螺入位置が変更されることから、調整ボルト用固定ナット５３１（若しくは調整ボルト用固定ナット５３１及び固定ボルト用固定ナット５１１）を閉めれば、ラビリンスライナ３００を主軸Msに沿った高圧側方向に保持することが可能である。そのため、このように、ラビリンスライナ３００を摺動させることにより、ラビリンスギャップ２００を簡単に調整する事が可能である。

【0062】

以上の例のように説明される本発明によれば、主軸スリーブとラビリンスライナとの対向面の間隔（ラビリンスギャップ）をジャッキボルトにより、極めて容易に調整することが可能である。そのため、比較的簡単な作業で、低コストにラビリンスギャップの調整が可能であり、漏水が生じた場合には、その漏出量に応じてラビリンスギャップの調整を行えば容易に漏水を停止できることから、定期点検の必要性が激減し、封水装置自体の価格の低減も可能である。

【0063】

したがって、従来は、土砂混入率にもよるが、土砂が多い発電所では、半年の運転でラビリンスシールのギャップが増大して、漏水が生じ、飛散防止カバーの軸貫通部から水が噴き出すことが多かったが、そのような場合でも、本発明によれば、ギャップを簡単に調整することが可能である。

【0064】

そして、かかるギャップの調整は、例えば、飛散防止カバーのみの分解で可能であるために、作業日数も半日程度の短期間で可能である。

【0065】

また、費用面では、封水装置自体の価格を100%とするならば、ラビリンスライナおよび主軸スリーブが占める価格が従来価格の25％であったが、本発明によるアジャストタイプのラビリンスシールにすることで、費用が激減される。また、交換費用として、従来は3日程度掛かっていたものが半日で済むことから、従来の約17％程度の工事費で済むようになるという利点が有る。

【0066】

また、通常、毎年行う定期点検は、例えば、水車部品の異常の有無を確認するのが主目的であるが、特に問題の無い発電所が多いことも確かである。そこで、本発明によるアジャストタイプのラビリンスシールによれば、漏水が生じたときに、適宜ラビリンスシールのギャップを調整できるので、毎年の定期点検の必要性が激減し、効率的である。

【0067】

なお、以上に説明した発明の構成例は、本発明の実施の一形態を示したものであり、本発明の趣旨の範囲で、各構成を適宜変更して用いることが可能である。

【0068】

そのため、例えば、ジャッキボルトの構成は、本発明の趣旨の範囲で、任意の形態の物や組み合わせを採用する事が可能であり、また、固定ボルトのケーシングへの固定等も、ケーシング側ジャッキボルト用孔の内側に雌ネジを設ける事ではなく、固定ナットをケーシングに溶接する等して行う事も可能である。

【0069】

また、ラビリンスライナのフランジに設けられたジャッキボルト用孔の数は、ラビリンスライナの固定（保持）に必要な強度を保てれば任意であり、フランジの根元に設けられた停止環の構成も特に限定を設けるものでは無い。そのため、その機能を発揮できれば、任意の構成を採用する事が可能である。

【0070】

また、同様に、ラビリンスギャップの勾配の大きさや、初期のラビリンスギャップの間隔の大きさ、ラビリンス（流路空間）の形態等も、使用する流体機械の性質や流水の状況に応じて、適切に設定して用いる事が可能である。

【符号の説明】

【0071】

１００ ９００ 主軸スリーブ
１１０ 主軸スリーブの内周面
１３０ ９０３ 主軸スリーブの外周面
１３０ψ 主軸スリーブの外周面の勾配
２００ ラビリンスギャップ
２００ｄ ラビリンスギャップの間隔
２００ψ ラビリンスギャップの勾配
３００ ９３０ ラビリンスライナ
３１０S ９３１S ラビリンスライナの内周面の代表面
３１０ψ ラビリンスライナの内周面の代表面の勾配
３３０ ラビリンスライナの外周面
３５０ ９５０ 流路空間（ラビリンス）
３７０ フランジ
３７１ フランジ側ジャッキボルト用孔
３９０ 停止環
５００ ジャッキボルト
５１０ 固定ボルト
５１１ 固定ボルト用固定ナット
５３０ 調整ボルト
５３１ 調整ボルト用固定ナット
５５０ 固定用ナット
７００ ケーシング
７１０ 飛散防止カバー
７３０ ラビリンスシール摺動面
７３１ 摺動凹部
７３３ 停止部
７５０ ケーシング側ジャッキボルト用孔
８００ ランナ
８１０ ランナ羽根
８２０ ステイベーン
８３０ ガイドベーン
９６０ 導水管
９７０ 吸出し曲管
Ax 主軸スリーブ又はラビリンスライナを構成するリングの中心軸
Ms 主軸
ＬＳ１００ ＬＳ２００ ラビリンスシール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】