特許 7224739 シール装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-10

(45)【発行日】2023-02-20

(54)【発明の名称】シール装置

(51)【国際特許分類】

   F16J 15/08 20060101AFI20230213BHJP

【ＦＩ】

F16J15/08 K

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020521200

(86)(22)【出願日】2019-05-17

(86)【国際出願番号】 JP2019019617

(87)【国際公開番号】W WO2019225490

(87)【国際公開日】2019-11-28

【審査請求日】2021-11-29

(31)【優先権主張番号】P 2018097253

(32)【優先日】2018-05-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000101879

【氏名又は名称】イーグル工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098729

【弁理士】

【氏名又は名称】重信 和男

(74)【代理人】

【識別番号】100206911

【弁理士】

【氏名又は名称】大久保 岳彦

(74)【代理人】

【識別番号】100163212

【氏名又は名称】溝渕 良一

(74)【代理人】

【識別番号】100204467

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 好文

(74)【代理人】

【識別番号】100148161

【弁理士】

【氏名又は名称】秋庭 英樹

(74)【代理人】

【識別番号】100156535

【弁理士】

【氏名又は名称】堅田 多恵子

(74)【代理人】

【識別番号】100195833

【弁理士】

【氏名又は名称】林 道広

(72)【発明者】

【氏名】河野 徹

(72)【発明者】

【氏名】浦部 晃

【審査官】山田 康孝

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２００４／０１７３９７５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００７－２１８３７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５１０４２８６（ＵＳ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０３０８１１３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１０２５６６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｊ １５／００－１５／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハウジング構造を構成する隣り合う二部材それぞれに形成された各溝に嵌挿され該各溝間に架設されるシール装置であって、
一方の前記溝に嵌挿されるシール部材と、他方の前記溝に嵌挿されるシール部材と、各前記シール部材に亘って延びて前記各溝間を区画し各前記シール部材に対して相対移動可能に配置される区画部材と、を有しており、
前記区画部材は、平板状の基部と、該基部の短手方向両端部に該区画部材の長手方向に沿って形成され前記基部よりも厚い膨出部と、を有し、前記シール部材には、前記膨出部の厚さ方向寸法よりも同方向寸法が短寸に形成され前記基部が嵌挿される開口と、前記膨出部を収納する空間とが形成されているシール装置。

【請求項2】

前記区画部材は薄板で形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシール装置。

【請求項3】

前記膨出部は前記区画部材の短手方向両端部を折り返すことで形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のシール装置。

【請求項4】

前記膨出部は長手方向に複数点在していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のシール装置。

【請求項5】

前記膨出部は、前記基部の表側と裏側とに折り返されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のシール装置。

【請求項6】

前記シール部材は長手方向に分割されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のシール装置。

【請求項7】

前記シール部材および前記区画部材がニッケルを含有する同じ合金で形成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のシール装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、動力機器のハウジング構造に用いられるシール装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ガスタービンやエンジン等の動力機器は略円環状のハウジング内に被密封流体を収容するようになっており、ハウジングは複数のプラットフォームや複数のトランジションピース等の部材が周方向にシール装置を介して連結されることで構成され、被密封流体の流出を防止するようになっている。詳しくは、周方向に隣り合う部材同士は、被密封流体の圧力、高温による熱膨張、稼働時の振動等により互いに接触することを防止するために間隙を有する状態で連結されている。

【0003】

例えば、特許文献１に示されるようなシール装置は板状に形成されており、シール装置の短手方向両端部は、連結されるプラットフォームの端面それぞれに形成され互いに対向する一対の溝に嵌挿され、溝間に架設されている。シール装置は、パージエアによって押圧されて各溝の内面に接触することで、連結されたプラットフォーム間の間隙をシールすることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００２－２０１９１３号公報（第２，３頁、第１０図）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１のシール装置にあっては、ガスタービンの稼動時に発生する振動による各溝の相対的なズレ、熱膨張による溝自体の変形等が発生すると、板状のシール装置は、溝の内面に対して片当たりした状態で相対移動する。この相対移動によって、局所的に強い摩擦力が発生してシール装置が摩耗し、場合によっては摩耗によって孔があくことや、板状のシール装置の内部にせん断方向・圧縮方向・引張方向・曲げ方向等の内部応力が生じシール装置に亀裂や破断が発生する虞があった。

【0006】

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、長期間に亘ってシール性を保持できるシール装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記課題を解決するために、本発明のシール装置は、
ハウジング構造を構成する隣り合う二部材それぞれに形成された各溝に嵌挿され該溝間に架設されるシール装置であって、
一方の前記溝に嵌挿されるシール部材と、他方の前記溝に嵌挿されるシール部材と、各前記シール部材に亘って延びて各前記溝間を区画し各前記シール部材に対して相対移動可能に配置される区画部材と、を有している。
これによれば、振動による各溝の相対的なズレ、熱膨張による溝自体の変形等が発生した際に、各シール部材と区画部材とが相対的に移動することで、ズレ、変形等に追従することができるため、シール部材は、溝の内面に均等に当接しやすく、シール部材に局所的に強い摩擦力が発生しにくく、かつシール部材に生じる内部応力を小さくできるため、長期間に亘ってシール性を保持できる。

【0008】

好適には、前記区画部材は薄板で形成されている。
これによれば、区画部材に柔軟性が備わるため、各溝の相対的なズレ、変形等に対する追従性に優れる。

【0009】

好適には、前記区画部材は、平板状の基部と、該基部の短手方向両端部に該区画部材の長手方向に沿って形成され前記基部よりも厚い膨出部と、を有し、前記シール部材には、前記膨出部の厚さ方向寸法よりも同方向寸法が短寸に形成され前記基部が嵌挿される開口と、前記膨出部を収納する空間とが形成されている。
これによれば、開口に基部が嵌挿され空間内に膨出部を収納することで、空間内において膨出部を相対移動可能に、区画部材とシール部材とを連結できる。

【0010】

好適には、前記膨出部は前記区画部材の短手方向両端部を折り返すことで形成されている。
これによれば、区画部材と一体に膨出部を形成することが容易である。

【0011】

好適には、前記膨出部は長手方向に複数点在している。
これによれば、長手方向に隣り合う膨出部間に位置する基部が曲がりやすいため、区画部材は柔軟性に優れる。

【0012】

好適には、前記膨出部は、前記基部の表側と裏側とに折り返されている。
これによれば、基部の表側と裏側とでシール部材の空間内に固定されるため、シール部材に対し、区画部材を所定の位置に配置し易い。

【0013】

好適には、前記シール部材は長手方向に分割されている。
これによれば、シール部材の相対移動における自由度が高い。

【0014】

好適には、前記シール部材および前記区画部材がニッケルを含有する同じ合金で形成されている。
これによれば、同じ特性を有することから、熱膨張による変形量は略均等となる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施例１におけるシール装置により間隙をシールする状態を模式的に示す斜視図である。

【図2】実施例１におけるシール装置を示す斜視図である。

【図3】実施例１におけるシール装置を示す分解斜視図である。

【図4】各溝に嵌挿された実施例１におけるシール装置を示すＡ－Ａ線平断面図である。

【図5】各溝に紙面上下方向に相対的なズレが生じた際の実施例１におけるシール装置を模式的に示すＡ－Ａ線平断面図である。

【図6】（ａ），（ｂ）は、一方の溝が長手方向に変形した際の実施例１におけるシール装置を模式的に示すＢ－Ｂ線，Ｃ－Ｃ線側断面図である。

【図7】（ａ），（ｂ）は、本発明の実施例２におけるシール装置を示す斜視図および分解斜視図である。

【図8】（ａ），（ｂ）は、本発明の実施例３におけるシール装置を示す斜視図および分解斜視図である。

【図9】（ａ），（ｂ）は、本発明の実施例４におけるシール装置を示す斜視図および分解斜視図である。

【図10】（ａ），（ｂ）は、本発明の実施例５におけるシール装置を示す斜視図および分解斜視図である。

【図11】（ａ）は、本発明の実施例６におけるシール装置を示す斜視図であり、（ｂ）は、各溝に嵌挿された実施例６におけるシール装置を示す平断面図である。

【図12】本発明の実施例７におけるシール装置を示す斜視図である。

【図13】本発明の実施例８におけるシール装置を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明に係るシール装置を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。

【実施例1】

【0017】

実施例１に係るシール装置につき、図１から図６を参照して説明する。以下、被密封流体の流れに基づいて、図１の紙面右上側をシール装置の上流側Ｕ、紙面左下側をシール装置の下流側Ｄとして説明する。

【0018】

本実施例に係るシール装置１は、空気圧縮機と、燃焼器部と、タービン部とから主に構成される図示しないガスタービンにおいて、燃焼器部のハウジング構造の一部を構成する複数のトランジションピースを環状に配列して連結するにあたって、周方向に隣り合う二部材としてのトランジションピース５０Ａ，５０Ｂ間の間隙Ｇをシールするものである。

【0019】

図１に示されるように、トランジションピース５０Ａ，５０Ｂは、矩形状の筒体であり、矩形状の通路５５が中央部に形成されている。各通路５５は、上流側Ｕが燃焼器部の図示しない燃焼ライナ内に連通し、下流側Ｄが図示しないタービン部内に連通しており、燃焼ライナ内からタービン部内（図１の黒太矢印方向）に被密封流体Ｐを案内する。

【0020】

トランジションピース５０Ａ，５０Ｂの外周部には、連続して環状に連なるＵ字状の溝５１，５１が形成されており、溝５１は、底面５１ａと、底面５１ａの端部から略垂直方向に延びる内面５１ｂ，５１ｃとにより区画されている（図４参照）。ここで内面５１ｂが下流側Ｄ、内面５１ｃが上流側Ｕである。これら溝５１，５１は、トランジションピース５０Ａ，５０Ｂの側端面５２，５２を対向配置した際に、底面５１ａ，５１ａ同士が対向し略平行となるように形成されている。

【0021】

隣り合うトランジションピース５０Ａ，５０Ｂ同士は、被密封流体の圧力、高温による熱膨張、稼働時の振動等により互いに接触することを防止するために間隙Ｇを有する状態で連結されており、この間隙Ｇから被密封流体Ｐが流出することを防止するためにシール装置１が用いられる。以降、シール装置１について説明する。

【0022】

図２～図４に示されるように、シール装置１は、トランジションピース５０Ａの溝５１に嵌挿される（図４参照）シール部材２Ａと、トランジションピース５０Ｂの溝５１に嵌挿される（図４参照）シール部材２Ｂと、各シール部材２Ａ，２Ｂに亘って延びて各前記溝５１，５１間を区画して（図４参照）各シール部材２Ａ，２Ｂと連結される区画部材３とから構成されており、区画部材３の長手方向に亘って溝５１，５１間に架設されている。

【0023】

区画部材３の板厚については、区画部材３の板厚方向（後述する区画部材３の基部３０ａの板厚方向、以降、この方向を「厚さ方向」と記載）におけるシール部材２Ａの寸法の１／３０～１／５倍（より好ましくは１／２０～１／１０倍）とすることで、区画部材３に柔軟性が良好に備わる。一方で、シール部材２Ａの板厚については、区画部材３の板厚の１．２～５．０倍（より好ましくは１．５～３．０倍）とすることで、耐久性及び区画部材よりも高い剛性が良好に備わる。

【0024】

先ず、シール部材２Ａについて、図２～図４を参照して説明する。尚、シール部材２Ｂについては、シール部材２Ａと略同一構成であるため、以降の説明においてその説明を省略または簡略化する。シール部材２Ａは、ニッケル基合金を押出成形することで形成された、長手方向へ直線状に連続して延びる断面視Ｃ字状の長尺部材であり、シール部材２Ａによって画成され連続して長手方向へ延びる平面視楕円状の空間としての内側空間２０と、シール部材２Ａの長手方向に沿って延びた対向する一対の側端部間に形成されたスリット状の開口２１を備えている。シール部材２ＡのＣ字状の断面は、溝５１の底面５１ａと略平行に直線状に延びる底面部と、底面部の上下端部から間隙Ｇ側へと略９０度弧状に湾曲して、それぞれ溝５１の内面５１ｂ，５１ｃと略平行に間隙Ｇ側へと延びる側面部と、各側面部の端部から互いに対向近接するように略９０度弧状に湾曲した四分円部とが連なった形状である。

【0025】

また、シール部材２Ａは、長尺部材であるため、長手方向にしなりやすくなっているとともに、Ｃ字状に形成されていることから、開口２１を挟む一対の側端部が近接・離間して、バネのように拡縮しやすくなっている。

【0026】

次に、区画部材３について、図２～図４を参照して説明する。区画部材３は、直線状に連続して長手方向へ延びるニッケル基合金製の薄板から形成されており、長手方向へ略直線状に延びる平板状の基部３０ａと、区画部材３の短手方向両端部を折り返して形成され基部３０ａよりも厚い膨出部３０ｂ，３０ｃを備えている。

【0027】

区画部材３の基部３０ａの短手方向の寸法は、区画部材３の板厚の１０～１００倍（より好ましくは２０～５０倍）となっており、基部３０ａが短手方向に弾性変形しやすくなっている。また、基部３０ａは長手方向に長尺な平板状であるから長手方向においても弾性変形しやすくなっている。

【0028】

図４に示されるように、膨出部３０ｂは、溝５１の内面５１ｂ側に突出するドーム状に形成されており、膨出部３０ｂと基部３０ａとの間は長手方向に沿ってドーム状の空間が形成されている。シール部材２Ａのドーム状の形状は、基部３０ａの端部から溝５１の内面５１ｂ側へと略１８０度弧状に湾曲した二分円部と、該内面５１ｂと略平行に直線状に間隙Ｇ側へと延びた側面部と、側面部の端部から基部３０ａ側へと略９０度弧状に湾曲した四分円部とが連なった形状である。同様に、膨出部３０ｃは、溝５１の内面５１ｃ側に突出するドーム状に形成されており、膨出部３０ｃと基部３０ａとの間は長手方向に沿って連通している。これら膨出部３０ｂ，３０ｃは、長手方向に亘って基部３０ａの表側と裏側とに交互に形成されている。

【0029】

また、図３を参照して、膨出部３０ｂ，３０ｃが溝５１の内面５１ｂ側または内面５１ｃ側において長手方向に複数点在していることから、長手方向に隣り合う膨出部３０ｂ，３０ｂ間に位置する基部３０ａが短手方向溝５１の内面５１ｂ側に、膨出部３０ｃ，３０ｃ間に位置する基部３０ａが短手方向溝５１の内面５１ｃ側にそれぞれ曲がりやすいため、区画部材３は柔軟性に優れている。

【0030】

また、膨出部３０ｂ，３０ｃは、基部３０ａの表側と裏側とに折り返されていることから、シール部材２Ａ，２Ｂに対し、区画部材３を所定の位置に配置しやすいとともに、長手方向に隣り合う膨出部３０ｂ，３０ｃの間が厚さ方向へ曲がりやすいため、区画部材３は柔軟性に優れている。さらに、ドーム状に形成された膨出部３０ｂ，３０ｃは基部３０ａの法線方向（すなわち厚さ方向）にバネ性を有する。

【0031】

これらシール部材２Ａ，２Ｂおよび区画部材３は、同じニッケル基合金等からなる同じ材質で形成されているため、熱膨張による変形量は略均等となる。そのため、温度による変形差の影響を受けにくい。

【0032】

次に、図３を用いて、シール装置１の組立てについて説明する。区画部材３の板厚は、シール部材２Ａの開口２１を挟む端部間の寸法よりも短寸であり、区画部材３の膨出部３０ｂ，３０ｃは、区画部材３の厚さ方向の寸法がシール部材２Ａの開口２１を挟む一対の側端部間の寸法よりも長寸であることから、基部３０ａを開口２１に嵌挿し、膨出部３０ｂ，３０ｃを内側空間２０に収納しながら、シール部材２Ａと区画部材３とを相対的に長手方向へ移動させることで、シール部材２Ａと区画部材３が連結される。シール部材２Ｂについても、シール部材２Ａと同様にして、シール部材２Ｂと区画部材３が連結される。このようにして、シール装置１の組立てが完了する。

【0033】

尚、以降の説明において、図２に示される、シール部材２Ａ，２Ｂと区画部材３の位置関係を「中立位置」と記載し、中立位置にある状態を「中立位置状態」と記載する。

【0034】

中立位置状態においては、内側空間２０の内面２０ａに膨出部３０ｂ，３０ｃそれぞれの一部が接し膨出部３０ｂ，３０ｃに復帰応力が作用した状態となっている。また、その他の部分においては、膨出部３０ｂまたは膨出部３０ｃと内面２０ａとのそれぞれ間に僅かな隙間が形成され、膨出部３０ｂまたは膨出部３０ｃそれぞれの反対側に位置する基部３０ａと内面２０ａとの間に大きな隙間が形成されているため、膨出部３０ｂ，３０ｃは、シール部材２Ａに対して相対的に回動しやすくなっている。

【0035】

次に、図４を用いて、シール装置１がトランジションピース５０Ａ，５０Ｂの溝５１，５１に嵌挿された状態について説明する。溝５１，５１に嵌挿されたシール装置１は、被密封流体Ｐ（図１参照）の圧力を受けて下流側Ｄへと押圧されることで、シール部材２Ａおよびシール部材２Ｂが溝５１の内面５１ｂに当接する。ここで、区画部材３について詳しくは、被密封流体Ｐの圧力によって基部３０ａの中央が下流側Ｄへ突出するように僅かに短手方向に弓なりにしなるものの、このしなり量は少ないので、図４では基部３０ａを直線状に図示している。尚、シール部材２Ａ，２Ｂの厚さ方向の寸法が、溝５１，５１の同方向の寸法よりも小さく形成された例について説明したが、シール部材２Ａ，２Ｂは溝５１の内面５１ｂ，５１ｃそれぞれに密接されてもよい。

【0036】

区画部材３は、シール部材２Ａ，２Ｂに亘って延びて溝５１，５１間を上流側Ｕと下流側Ｄの２つの空間に区画している。また、シール部材２Ａ，２Ｂと区画部材３との連結部分については、区画部材３の基部３０ａがシール部材２Ａ，２Ｂの開口２１に僅かな隙間を残して挿入されており、さらに内側空間２０においてドーム状の膨出部３０ｂ，３０ｃが長手方向に亘って基部３０ａの表側と裏側とに交互に配置されることで、ラビリンス構造を成している。これらによって、溝５１，５１に嵌挿されたシール装置１によってトランジションピース５０Ａ，５０Ｂ間の間隙Ｇがシールされている。尚、被密封流体Ｐの圧力によって短手方向に弓なりにしなる区画部材３の基部３０ａが、シール部材２Ａ，２Ｂの開口２１を挟む一対の側端部に当接するように基部３０ａの板厚を調節することで、連結部分におけるシール性がさらに高められてもよい。

【0037】

次に、図４，図５を用いて、例えばガスタービン稼働時の振動によって、溝５１，５１同士の相対的なズレが生じた際のシール装置１について説明する。トランジションピース５０Ａ，５０Ｂが上流側Ｕと下流側Ｄとに相対的に移動して溝５１，５１同士の相対的な紙面上下方向のズレが生じた際には、先ず、ズレに伴ってシール装置１はシール部材２Ａ，２Ｂと溝５１の内面５１ｃとの隙間Δ（図４参照）分だけ傾き、シール部材２Ａ，２Ｂはそれぞれ時計方向に僅かに回動して、シール部材２Ａの紙面左上側の一部が溝５１の内面５１ｃに、シール部材２Ａの紙面右下側の一部が溝５１の内面５１ｂにそれぞれ当接し、シール部材２Ｂの紙面左上側の一部が溝５１の内面５１ｃに、シール部材２Ａの紙面右下側の一部が溝５１の内面５１ｂにそれぞれ当接する（図５参照）。

【0038】

シール部材２Ａ，２Ｂの一部が溝５１の内面５１ｃに当接した状態から、溝５１，５１同士の相対的なズレ量が大きくなると、シール部材２Ａ，２Ｂの回動が規制されていることから、基部３０ａが短手方向へ弾性変形し始める。この弾性変形により発生する応力が高まることによって、膨出部３０ｂ，３０ｃがシール部材２Ａ，２Ｂに対して相対的に回動する。このとき、シール部材２Ａ，２Ｂは開口２１，２１の隙間が僅かに大きくなるように拡開変形され、区画部材３の膨出部３０ｂ，３０ｃは僅かに押し潰され、区画部材３の基部３０ａが短手方向に短手方向に弾性変形する。このようにして、シール部材２Ａ，２Ｂと溝５１，５１との間には強い摩擦力が発生しにくく、かつ、シール部材２Ａ，２Ｂ自体および区画部材３自体に大きな応力が発生しにくくなっており、シール部材２Ａ，２Ｂと膨出部３０ｂ，３０ｃが大きく変形・破損することが防止されている。このように、シール装置１は、溝５１，５１同士の相対的なズレが生じた際に、このズレを許容してシール性を保持することができる。

【0039】

一方で、このような溝５１，５１同士の相対的なズレが収まることで、ズレの発生時とほぼ同じメカニズムで、シール部材２Ａ，２Ｂと区画部材３とが中立位置へと相対的に回動し、区画部材３の基部３０ａの短手方向への弾性変形が収まり、シール装置１がズレの減少に応じて傾きが収まることによって、中立位置状態に復帰する。

【0040】

尚、溝５１，５１同士の相対的なズレの程度によっては、シール装置１が傾くだけでズレが許容される場合もあれば、これに加えて区画部材３の基部３０ａが短手方向に弾性変形することでズレが許容される場合もある。また、シール部材２Ａ，２Ｂおよび区画部材３の材質・板厚、ズレの程度、被密封流体Ｐの圧力によっては、中立位置状態と同様にシール部材２Ａ，２Ｂが溝５１の内面５１ｂに面当接した状態のまま、区画部材３の基部３０ａが短手方向に弾性変形することによって、ズレを許容することもある。これらのことから、シール装置１の性能、使用環境等に応じてシール装置１の動作は当然にして変化し得るものであることから、上述した動作に限定されるものではない。以降の説明についても同様である。

【0041】

次に、図６を用いて、例えばガスタービンの高温による熱膨張によって、一方（ここでは、トランジションピース５０Ｂ）の溝５１自体が他方（ここでは、トランジションピース５０Ａ）の溝５１に対して相対的に長手方向において湾曲変形した際のシール装置１について説明する。尚、溝５１，５１同士の相対的なズレが生じた際の説明と重複する説明については省略する。

【0042】

図６（ｂ）に示されるように、弧状に変形したトランジションピース５０Ｂの溝５１に嵌挿されたシール部材２Ｂは、被密封流体Ｐ（図１参照）に押圧されることで、この溝５１の変形に応じて長手方向に弓なりにしなる。区画部材３は、上述したように長手方向の柔軟性に優れ、膨出部３０ｂ，３０ｃは基部３０ａよりも剛性を有することから、区画部材３の基部３０ａはシール部材２Ｂのしなりに応じて長手方向に弾性変形する。

【0043】

また、図６（ａ）に示されるように、区画部材３の基部３０ａは、前述したシール部材２Ｂのしなりに応じて長手方向に弾性変形しており、変形していないトランジションピース５０Ａの溝５１に嵌挿されたシール部材２Ａは、変形量が僅かな本実施例において中立位置状態と略同一状態にある。尚、直接の図示は省略するが、シール部材２Ｂの変形量によっては、シール部材２Ａも弓なりにしなることがある。

【0044】

このようにシール装置１は、一方の溝５１自体が相対的に変形するようなことがあっても、それに応じて、区画部材３とシール部材２Ａ，２Ｂとが相対的に移動して、一方の溝５１の変形量を吸収するようになっている。さらに、溝５１の内面５１ｂとシール部材２Ｂの当接状態を保持し易いことから、シール性も保持される。

【0045】

尚、上述した振動による各溝５１，５１同士の相対的なズレ、熱膨張による一方の溝５１自体の相対的な変形が複合的に発生した際には、それらに対応してシール装置１が複合的に動作することで、複合的に発生したズレ、変形等が許容される。

【0046】

これらのように、シール装置１は、振動による各溝５１，５１同士の相対的なズレ、熱膨張による溝５１自体の変形等が発生した際に、各シール部材２Ａ，２Ｂと区画部材３とが相対的に移動することで、ズレ、変形等に追従することができるため、シール部材２Ａ，２Ｂは、溝５１の内面５１ｂ，５１ｃに均等に当接しやすく、シール部材２Ａ，２Ｂに局所的に強い摩擦力が発生しにくく、かつシール部材２Ａ，２Ｂに生じる内部応力を小さくできるため、長期間に亘ってシール性を保持できる。

【0047】

また、シール装置１は、区画部材３から厚さ方向にシール部材２Ａ，２Ｂが突出していることから、溝５１，５１同士の相対的なズレや溝５１自体の変形が生じても、区画部材３が直接トランジションピース５０Ａ，５０Ｂに接触することが防止されている。加えて、シール部材２Ａ，２Ｂは、上述したように長手方向に弓なりにしなるため、溝５１の内面５１ｂ，５１ｃに対して片当たりした状態で相対移動しにくくなっているばかりでなく、良好に耐久性を有している。これらにより、シール装置１全体が、トランジションピース５０Ａ，５０Ｂとの接触による摩耗によって孔があきにくくなっている。

【0048】

また、区画部材３は、薄板であって良好に柔軟性を有しているばかりでなくシール部材２Ａ，２Ｂに対して相対的に移動可能であるため、溝５１，５１同士の相対的なズレに伴ってせん断方向・圧縮方向・引張方向・曲げ方向等の内部応力が生じても、該ズレに追従して弾性変形することができ、亀裂や破断が発生することについても防止されている。

【0049】

また、溝５１，５１同士の相対的なズレや溝５１自体の変形を受けて、溝５１に対するシール部材２Ａ，２Ｂの相対的な回動や移動、シール部材２Ａ，２Ｂと区画部材３との相対的な回動（移動）、区画部材３の基部３０ａのしなり・弾性変形が、溝５１，５１同士の相対的なズレや溝５１自体の変形が収まった後に中立位置状態に完全に復帰することがなくとも、溝５１，５１に嵌挿されたシール部材２Ａ，２Ｂに区画部材３が連結されていれば、シール性を保持することができる。尚、シール部材２Ａ，２Ｂと区画部材３との相対的な移動については、前述した回動だけでなく、長手方向、短手方向、厚さ方向へ相対的な移動についても含まれる。

【実施例2】

【0050】

次に、実施例２に係るシール装置につき、図７を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。

【0051】

実施例２におけるシール装置１０１について説明する。図７に示されるように、本実施例において、シール装置１０１のシール部材１０２Ａ，１０２Ｂは、開口２１側および開口２１と対向する端部に、シール部材１０２Ａまたは１０２Ｂの外側から内側空間２０に貫通して厚さ方向に延びる直線状のスリット２２がシール装置１０１の長手方向略等間隔置きに形成されており、シール部材１０２Ａ，１０２Ｂの長手方向の柔軟性が高められている。これによって、溝５１，５１同士の相対的なズレ、変形等に対する追従性に優れる。

【0052】

尚、スリット２２は、溝５１の形状や変形度合等に応じて、不等間隔置きに形成されていてもよく、その配置が適宜変更されてもよい。さらに尚、スリット２２は、シール部材の開口２１側のみに形成されていてもよく、開口２１と対向する端部のみに形成されていてもよく、限定されるものではない。

【実施例3】

【0053】

次に、実施例３に係るシール装置につき、図８を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。

【0054】

実施例３におけるシール装置２０１について説明する。図８に示されるように、本実施例において、シール装置２０１のシール部材２０２Ａ，２０２Ｂは長手方向に略均等に分割されており、区画部材３の長手方向に沿って複数のシール部材２０２Ａ，２０２Ａ，…またはシール部材２０２Ｂ，２０２Ｂ，…が連結されている。これにより、長手方向に隣り合うシール部材２０２Ａ，２０２Ａ同士または隣り合うシール部材２０２Ｂ，２０２Ｂ同士の連結部分が相対的に傾くことで、連結されたシール部材２０２Ａ，２０２Ａ，…およびシール部材２０２Ｂ，２０２Ｂ，…の長手方向の柔軟性が高められているため、連結されたシール部材２０２Ａ，２０２Ａ，…およびシール部材２０２Ｂ，２０２Ｂ，…の相対移動における自由度が高い。

【0055】

また、長尺部材であるシール部材２Ａ，２Ｂを区画部材３に連結するときと比較して、分割された複数のシール部材２０２Ａ，２０２Ｂは長手方向の寸法が短寸であるため、連結作業が容易である。

【0056】

尚、複数のシール部材２０２Ａ，２０２Ｂは、溝５１の形状や変形度合等に応じて、区画部材３の長手方向の寸法が不均等に形成されていてもよい。

【実施例4】

【0057】

次に、実施例４に係るシール装置につき、図９を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。

【0058】

実施例４におけるシール装置３０１について説明する。図９に示されるように、本実施例において、シール装置３０１のシール部材３０２Ａ，３０２Ｂは、長手方向に略均等に分割されており、溝５１の内面５１ｃ（図４参照）側の隣り合うシール部材３０２Ａまたは隣り合うシール部材３０２Ｂと連結される一方の端部に、長手方向に凹み厚さ方向に貫通する切欠き部２３が形成されている。また、区画部材１０３の膨出部１３０ｃには、基部３０ａから離れる側（すなわち溝５１の内面５１ｃ側）に突出するように矩形状に切り起されて板バネ状に成形された板バネ部３１が形成され、区画部材１０３の長手方向に略等間隔置きに配置されており、板バネ部３１は基部３０ａの法線方向（すなわち厚さ方向）にバネ性を有する。

【0059】

シール装置３０１は、シール部材３０２Ａ，３０２Ｂと区画部材１０３とを連結すると、板バネ部３１が切欠き部２３を通じてシール部材３０２Ａまたはシール部材３０２Ｂの外側（溝５１の内面５１ｃ側）へと突出する。これにより、シール装置３０１を溝５１，５１に嵌挿した際に、溝５１の内面５１ｃに板バネ部３１が接し板バネ部３１に復帰応力が作用した状態となり、溝５１の内面５１ｂ（図４参照）にシール部材３０２Ａ，３０２Ｂがより密接されることから、シール性を向上させることができるとともに、シール装置３０１自体が溝５１，５１に対して長手方向、短手方向、厚さ方向へ相対的に移動することを抑制することで、シール装置３０１の溝５１，５１に対するガタツキを抑えることができる。

【0060】

尚、切欠き部２３および板バネ部３１は、シール部材３０２Ａまたはシール部材３０２Ｂ側のみに形成されていてもよく、限定されるものではない。同様に、板バネ部３１は、不等間隔置きに配置されていてもよい。これに伴い、板バネ部３１の配置に応じてシール部材の長手方向の寸法が調節されてもよく、シール部材の外側から内側空間に貫通して形成された貫通孔を通じて外側へと突出してもよく、切欠き部２３に限定されるものではない。

【実施例5】

【0061】

次に、実施例５に係るシール装置につき、図１０を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。

【0062】

実施例５におけるシール装置４０１について説明する。図１０に示されるように、本実施例において、シール装置４０１のシール体部材４０２は、長手方向に分割されたシール部材４０２Ａ，４０２Ｂが、連結部４０２Ｃによって互いに連結された一部材で構成されている。これにより、分割された複数のシール部材２０２Ａ，２０２Ｂを個々に区画部材３に連結するときと比較して、連結作業が容易である。

【0063】

また、シール体部材４０２は、連結部４０２Ｃによりシール部材４０２Ａ，４０２Ｂ間が連結されていることからシール性に優れる。

【実施例6】

【0064】

次に、実施例６に係るシール装置につき、図１１を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。

【0065】

実施例６におけるシール装置５０１について説明する。図１１（ａ）に示されるように、本実施例において、シール装置５０１の区画部材２０３は、基部２３０ａの短手方向略中央部が膨出部３０ｂ側に突出するように弓なりに屈曲されており、短手方向両端部同士が近接・離間して、バネのように拡縮しやすくなっている。

【0066】

図１１（ｂ）に示されるように、溝５１，５１に嵌挿されたシール装置５０１は、基部２３０ａが膨出部３０ｂ側に突出するように弓なりに湾曲した状態となり、短手方向両端部が離間して基部２３０ａが拡張されることで発生する復帰力と、被密封流体Ｐ（図１参照）の圧力によって基部３０ａの短手方向略中央部が突出方向へと押圧されて短手方向両端部が近接するように基部３０ａが弾性変形しようとする変形力とが作用して、シール部材２Ａの紙面左上側の一部が溝５１の内面５１ｃに、シール部材２Ａの紙面右下側の一部が溝５１の内面５１ｂにそれぞれ押圧されて、シール部材２Ｂの紙面右上側の一部が溝５１の内面５１ｃに、シール部材２Ａの紙面左下側の一部が溝５１の内面５１ｂにそれぞれ押圧されて、溝５１の内面５１ｂ，５１ｃにシール部材２Ａ，２Ｂがより密接されることから、シール性を向上させることができるとともに、シール装置５０１自体が溝５１，５１に対して長手方向、短手方向、厚さ方向へ相対的に移動することを抑制することで、シール装置３０１の溝５１，５１に対するガタツキを抑えることができる。

【実施例7】

【0067】

次に、実施例７に係るシール装置につき、図１２を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。

【0068】

実施例７におけるシール装置６０１について説明する。図１２に示されるように、本実施例において、シール装置６０１の区画部材３０３の長手方向両端部には、シール部材２Ａまたはシール部材２Ｂの長手方向端部から外側へ突出して溝５１の内面５１ｂ側へと折り返される折返し部３２ｂと、同様に溝５１の内面５１ｃ側へと折り返される折返し部３２ｃが形成されており、折返し部３２ｂ，３２ｃは、シール部材２Ａ，２Ｂの端部と当接している。これにより、区画部材３０３に対して長手方向へシール部材２Ａ，２Ｂの相対的な移動が規制される。

【0069】

尚、折返し部３２ｂ，３２ｃの他に、折返し部が区画部材と別体であり、区画部材とシール部材とを連結した後、該区画部材に折返し部が溶接固定される態様であってもよく、単に区画部材とシール部材とが溶接固定されていてもよい。

【実施例8】

【0070】

次に、実施例８に係るシール装置につき、図１３を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。

【0071】

実施例８におけるシール装置７０１について説明する。図１３に示されるように、本実施例において、シール装置７０１の区画部材４０３の長手方向一端部には、該一端部の中央部を矩形状に切り起して蛇腹状に成形された蛇腹状板バネ部３３が形成されており、蛇腹状板バネ部３３は、シール部材２０２Ａおよびシール部材２０２Ｂの長手方向端部から突出してシール部材２０２Ａ，２０２Ｂの長手方向端部と当接している。また、区画部材４０３の長手方向他端部には、折返し部３２ｂ，３２ｃが形成されている（図１２参照）。

【0072】

これにより、区画部材４０３に対して連結されたシール部材２０２Ａ，２０２Ａ，…およびシール部材２０２Ｂ，２０２Ｂ，…が、長手方向へ相対的に移動することを規制することができるとともに、蛇腹状板バネ部３３によって区画部材４０３の折返し部３２ｂ，３２ｃ側へと押圧されるため、隣り合うシール部材２０２Ａ，２０２Ａ同士または隣り合うシール部材２０２Ｂ，２０２Ｂ同士が非接触状態となることを防止できるため、シール性の保持が確実となる。

【0073】

尚、蛇腹状板バネ部３３の他に、シール部材の端部に向かって突出するように、コイルバネやベローズが溶接固定されていてもよく、限定されるものではない。さらに尚、蛇腹状板バネ部が区画部材と別体であり、区画部材とシール部材とを連結した後、該区画部材に蛇腹状板バネ部が溶接固定される態様であってもよい。

【0074】

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

【0075】

例えば、前記実施例２のスリット２２を前記実施例３～５それぞれの分割された各シール部材に適用してもよく、前記実施例４の切欠き部２３および板バネ部３１を前記実施例１，５，６のシール部材および区画部材に適用してもよく、前記実施例５の連結部４０２Ｃと同様にして前記実施例１，２の長手方向に連続する一対のシール部材同士が連結部によって一体のシール体部材で構成されていてもよく、前記実施例６の区画部材２０３に前記実施例３～５それぞれの分割された各シール部材を連結してもよく、前記実施例７，８の折返し部３２ｂ，３２ｃや蛇腹状板バネ部３３を前記実施例１～６に適用してもよく、用途に応じて前記実施例１～８それぞれの構成を適宜組み合わせてもよい。

【0076】

また、前記実施例１～８においてシール装置は、トランジションピース５０Ａ，５０Ｂの間をシールするために用いられる態様であるとして説明したが、これに限らず、動力機器のハウジング構造を成す、複数のプラットフォーム、複数の分割壁、複数のシュラウド等の間に用いられてもよく、限定されるものではない。

【0077】

各シール部材および区画部材は、ニッケル基合金に限らず、ニッケル超合金、ステンレス等のニッケルを含有する合金で形成されていればよく、他方、用途に応じてセラミックやニッケルを含まない金属で形成されていてもよい。

【0078】

また、各シール部材および区画部材は、基部３０ａを開口２１に嵌挿し、膨出部３０ｂ，３０ｃを内側空間２０に収納して連結する態様として説明したが、これに限らず、各シール部材が区画部材に対して相対的に回動可能に軸支されてヒンジ状に連結されていてもよく、限定されるものではない。

【0079】

区画部材の膨出部は、中空のドーム状の膨出部が長手方向に亘って基部３０ａの表側と裏側とに交互に形成されている態様として説明したが、形状はこれに限らず、中身の詰まったドーム状、中空の矩形状の筒体、基部に接触する積層板状、基部の短手方向へ突出する円筒状等に形成されていてもよい。

【0080】

また、区画部材の膨出部の配置については、交互に形成された隣り合う膨出部同士が長手方向に離間していてもよく、溝５１の内面５１ｂ側または内面５１ｃ側にのみ配置されていてもよく、長手方向に亘って連続していてもよく、限定されるものではない。

【0081】

また、区画部材の各膨出部は、区画部材３の短手方向両端部を折り返して形成された態様として説明したが、これに限らず、シール部材と区画部材とを一体的に形成することができれば、基部に対して別体に形成された各膨出部が溶接等によって固定されている態様であってもよい。

【符号の説明】

【0082】

１ シール装置
２Ａ，２Ｂ シール部材
３ 区画部材
２０ 内側空間
２１ 開口
３０ａ 基部
３０ｂ，３０ｃ 膨出部
５０Ａ，５０Ｂ トランジションピース（隣り合う二部材）
５１ 溝
１０１～７０１ シール装置
１０２Ａ～４０２Ａ シール部材
１０２Ｂ～４０２Ｂ シール部材
１０３～４０３ 区画部材
１３０ｃ 膨出部
２０３ 区画部材
２３０ａ 基部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】