(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】2024-09-19
(45)【発行日】2024-09-30
(54)【発明の名称】シール装置及び回転機械
(51)【国際特許分類】
F16J 15/447 20060101AFI20240920BHJP
F01D 11/14 20060101ALI20240920BHJP
F02C 7/28 20060101ALI20240920BHJP
【ＦＩ】
F16J15/447
F01D11/14
F02C7/28 A
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2023574086
(86)(22)【出願日】2023-01-13
(86)【国際出願番号】 JP2023000705
(87)【国際公開番号】W WO2023136314
(87)【国際公開日】2023-07-20
【審査請求日】2024-05-22
(31)【優先権主張番号】P 2022005086
(32)【優先日】2022-01-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000006208
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000785
【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】古庄 達郎
(72)【発明者】
【氏名】西本 慎
(72)【発明者】
【氏名】奥村 晋太朗
(72)【発明者】
【氏名】阪下 堅一
(72)【発明者】
【氏名】河野 将弥
(72)【発明者】
【氏名】尾▲崎▼ 昂平
(72)【発明者】
【氏名】吉田 亜積
【審査官】中田 善邦
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０２０／０１３１０９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００９－１８５８１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１８０８７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－２２３４２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１３０８３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｊ １５／４４７
Ｆ０１Ｄ １１／１４
Ｆ０２Ｃ ７／２８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転機械の回転部材と、前記回転部材に対して前記回転部材の径方向外側に配置された静止部材との間に配置され、前記回転部材と前記静止部材との間をシールするシール部材と、前記シール部材を前記径方向外側に付勢する付勢部材と、
を備え、
前記シール部材は、
前記回転部材の周方向に延在する基部と、
前記周方向に延在し、前記基部から前記径方向外側に向かって突出するリブと、
前記周方向に延在し、前記基部から前記回転部材の径方向内側に向かって突出するシールフィンと、
を有し、
前記リブは、前記周方向における前記リブの一方端と他方端との間に前記付勢部材が配置される切欠き部を有する
シール装置。
【請求項2】
前記基部の前記径方向内側の面から前記リブの前記径方向外側の端面までの距離は、前記基部の前記径方向内側の面から前記基部の前記径方向外側の面までの距離の３倍以上である請求項１に記載のシール装置。
【請求項3】
前記基部は、前記静止部材の内周部に形成された前記周方向に延在する溝部における開口部に挿通される挿通部を含み、前記回転部材の軸方向の前記リブの寸法は、前記軸方向の前記挿通部の寸法の０．３倍以下である、
請求項１又は２に記載のシール装置。
【請求項4】
前記シール部材とは異なる部材であって、前記切欠き部が存在する周方向位置における前記基部の変形を規制する規制部材、を備える
請求項１又は２に記載のシール装置。
【請求項5】
前記リブは、前記切欠き部を挟んだ前記周方向の一方側の第１リブと他方側の第２リブとを含み、前記規制部材は、前記第１リブと前記第２リブとに結合されている、
請求項４に記載のシール装置。
【請求項6】
前記第１リブには、前記回転部材の軸方向に前記第１リブを貫通する第１貫通孔が設けられ、前記第２リブには、前記軸方向に前記第２リブを貫通する第２貫通孔が設けられ、
前記規制部材には、前記軸方向に前記規制部材を貫通する第３貫通孔と、前記第３貫通孔とは前記周方向に離間した位置で前記軸方向に前記規制部材を貫通する第４貫通孔とが設けられ、
前記規制部材と前記第１リブ及び前記第２リブとを結合する少なくとも２つの結合ピン、
を備え、
前記結合ピンの少なくとも１つは、前記第１貫通孔と前記第３貫通孔に挿入され、
前記結合ピンの少なくとも他の１つは、前記第２貫通孔と前記第４貫通孔に挿入される
請求項５に記載のシール装置。
【請求項7】
前記規制部材には、前記第１リブを挟んで前記軸方向の一方側と他方側とに前記第３貫通孔が設けられ、及び、前記第２リブを挟んで前記軸方向の一方側と他方側とに前記第４貫通孔が設けられている請求項６に記載のシール装置。
【請求項8】
前記第１リブは、前記径方向内側に向かって凹んだ第１凹部が形成され、前記第２リブは、前記径方向内側に向かって凹んだ第２凹部が形成され、
前記規制部材は、前記第１凹部に嵌合する第１突部と、前記第２凹部に嵌合する第２突部とを有する
請求項５に記載のシール装置。
【請求項9】
前記規制部材は、結合部材によって前記切欠き部を挟んだ前記周方向の一方側の前記基部と他方側の前記基部とに固定される請求項４に記載のシール装置。
【請求項10】
前記規制部材は、前記リブを挟んで前記回転部材の軸方向の一方側から他方側まで延在している請求項４に記載のシール装置。
【請求項11】
前記規制部材は、前記付勢部材の付勢力に抗して前記付勢部材を前記径方向外側から押圧する押さえ板である請求項４に記載のシール装置。
【請求項12】
前記回転部材と、前記静止部材と、
請求項１又は２に記載のシール装置と、
を備える
回転機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、シール装置及び回転機械に関する。
本願は、２０２２年１月１７日に日本国特許庁に出願された特願２０２２－００５０８６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、２０２２年１月１７日に日本国特許庁に出願された特願２０２２－００５０８６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【0002】
ガスタービンや蒸気タービン等の回転機械は、回転部材としてのロータの周囲において、高圧側から低圧側に流れる作動流体の漏れ量を少なくするシール装置を備える。
【0003】
特許文献１には、ロータの径方向外側に設けられて径方向に移動可能に設けられたシール部材、及びシール部材を径方向外側に向かって付勢する弾性体を有する可動シール部材を備えたシール装置が開示されている。
【0004】
このような構成とされたシール装置では、回転機械の起動及び停止時において、シール部材が弾性体によって径方向外側に付勢され、ロータと可動シール部材との間のシール間隙が十分に確保される。
【0005】
一方、回転機械の運転時には、高圧側の作動流体（例えば、作動蒸気）がシール部材の径方向外側の背面に回り込むことで、シール部材に背面圧力が作用する。この背面圧力は、弾性体の付勢力に抗して、シール部材を径方向内側に変位させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２０００－９７３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
例えばガスタービンや蒸気タービン等における上半部では、シール部材の自重に抗して弾性体の付勢力によってシール部材を鉛直上方に移動させる必要がある。そのため、回転機械の起動及び停止時にロータと可動シール部材との間のシール間隙を確実に確保するためには、弾性体の付勢力は適度に大きくなければならない。しかし、弾性体の付勢力が過度に大きいと、回転機械の運転時にシール部材を径方向内側に変位させることが困難となる。シール部材の径方向の寸法が大きくなるほどシール部材の自重が大きくなるため、弾性体の付勢力を大きくしなければならない。そのため、シール部材の径方向の寸法が大きくなるほど弾性体の付勢力の設定が難しくなる傾向となる。
【0008】
また、例えばガスタービンや蒸気タービン等における下半部では、回転機械の運転時には、シール部材の自重と弾性体の付勢力とに抗してシール部材を径方向内側に変位させなければならない。そのため、回転機械の運転時にシール部材を径方向内側に確実に変位させるためには、弾性体の付勢力を比較的小さくしなければならない。しかし、弾性体の付勢力が過度に小さいと、回転機械の起動及び停止時にロータと可動シール部材との間のシール間隙を確保し難くなる。そのため、シール部材の径方向の寸法が大きくなるほど弾性体の付勢力の設定が難しくなる傾向となる。
【0009】
本開示の少なくとも一実施形態は、上述の事情に鑑みて、回転機械の起動及び停止時には回転部材とシール部材との間のシール間隙を確保し、回転機械の運転時には作動流体の漏れ量を少なくすることができるシール装置及び回転機械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】
【0010】
（１）本開示の少なくとも一実施形態に係るシール装置は、
回転機械の回転部材と、前記回転部材に対して前記回転部材の径方向外側に配置された静止部材との間に配置され、前記回転部材と前記静止部材との間をシールするシール部材と、
前記シール部材を前記径方向外側に付勢する付勢部材と、
を備え、
前記シール部材は、
前記回転部材の周方向に延在する基部と、
前記周方向に延在し、前記基部から前記径方向外側に向かって突出するリブと、
前記周方向に延在し、前記基部から前記回転部材の径方向内側に向かって突出するシールフィンと、
を有し、
前記リブは、前記周方向における前記リブの一方端と他方端との間に前記付勢部材が配置される切欠き部を有する。
回転機械の回転部材と、前記回転部材に対して前記回転部材の径方向外側に配置された静止部材との間に配置され、前記回転部材と前記静止部材との間をシールするシール部材と、
前記シール部材を前記径方向外側に付勢する付勢部材と、
を備え、
前記シール部材は、
前記回転部材の周方向に延在する基部と、
前記周方向に延在し、前記基部から前記径方向外側に向かって突出するリブと、
前記周方向に延在し、前記基部から前記回転部材の径方向内側に向かって突出するシールフィンと、
を有し、
前記リブは、前記周方向における前記リブの一方端と他方端との間に前記付勢部材が配置される切欠き部を有する。
【0011】
（２）本開示の少なくとも一実施形態に係る回転機械は、
前記回転部材と、
前記静止部材と、
上記（１）の構成のシール装置と、
を備える。
前記回転部材と、
前記静止部材と、
上記（１）の構成のシール装置と、
を備える。
【発明の効果】
【0012】
本開示の少なくとも一実施形態によれば、回転機械の起動及び停止時には回転部材とシール部材との間のシール間隙を確保し、回転機械の運転時には作動流体の漏れ量を少なくすることができるシール装置及び回転機械を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】幾つかの実施形態に係るシール装置を備える回転機械の一例としての蒸気タービンについて説明するための図である。
【図3】幾つかの実施形態に係るシール装置の全体構成例を示す正面図である。
【図4B】第１可動機構を径方向外側から見たときの拡大図である。
【図4C】第１可動機構の分解図である。
【図9B】第２可動機構を径方向外側から見たときの拡大図である。
【図9C】第２可動機構の分解図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【0015】
（蒸気タービン１の概略について）
図１は、幾つかの実施形態に係るシール装置を備える回転機械の一例としての蒸気タービンについて説明するための図である。
図１に示すように、蒸気タービンプラント１０は、蒸気タービン１と、作動流体としての蒸気Ｓを蒸気供給源（不図示）から蒸気タービン１に供給する蒸気供給管１２と、蒸気タービン１の下流側に接続されて蒸気を排出する蒸気排出管１３とを備えている。
図１は、幾つかの実施形態に係るシール装置を備える回転機械の一例としての蒸気タービンについて説明するための図である。
図１に示すように、蒸気タービンプラント１０は、蒸気タービン１と、作動流体としての蒸気Ｓを蒸気供給源（不図示）から蒸気タービン１に供給する蒸気供給管１２と、蒸気タービン１の下流側に接続されて蒸気を排出する蒸気排出管１３とを備えている。
【0016】
図１に示すように、幾つかの実施形態に係る蒸気タービン１は、ケーシング２と、ケーシング２内で軸線Ｏ周りに回転するロータ本体１１と、ロータ本体１１に接続されるロータ３と、ロータ本体１１を軸線Ｏ回りに回転可能に支持する軸受部４とを備えている。
【0017】
ロータ３は、ロータ本体１１とタービン動翼３０とを備えている。タービン動翼３０は、ロータ本体１１から径方向に延びるように取り付けられる複数の動翼本体３１と、複数の動翼本体３１の各々の先端部に連なるチップシュラウド３４とを備える。
【0018】
ケーシング２は、ロータ３を外周側から覆うように設けられた概略筒状の部材である。ケーシング２には、ロータ本体１１に向かって径方向内側に延在するように取り付けられる複数の静翼本体２１が設けられている。静翼本体２１は、内周面２５の周方向及び軸線Ｏ方向に沿って複数配列される。複数の静翼本体２１には、複数の静翼本体２１の各々の先端部に連なるハブシュラウド２３が取り付けられている。
【0019】
ケーシング２の内部において、静翼本体２１と動翼本体３１が配列された領域は、作動流体である蒸気Ｓが流通する主流路２０を形成する。
【0020】
図２は、図１の蒸気タービンを構成するケーシング本体をロータの軸線に直交する断面で見た概略断面図である。
説明の便宜上、以下の説明では、軸線Ｏを中心とする径方向を回転部材の径方向、又は、単に径方向とも称する。同様に、以下の説明では、軸線Ｏを中心とする周方向を回転部材の周方向、又は、単に周方向とも称し、軸線Ｏの延在方向を回転部材の軸方向、又は、単に軸方向とも称する。
説明の便宜上、以下の説明では、軸線Ｏを中心とする径方向を回転部材の径方向、又は、単に径方向とも称する。同様に、以下の説明では、軸線Ｏを中心とする周方向を回転部材の周方向、又は、単に周方向とも称し、軸線Ｏの延在方向を回転部材の軸方向、又は、単に軸方向とも称する。
【0021】
ケーシング２は、蒸気Ｓの流路を画成するケーシング本体（車室）５１と、ケーシング本体５１の内周部に固定されるリング状の翼環５２（図２参照）とを備えている。さらに、翼環５２の内周部には、幾つかの実施形態に係るシール装置１００が設けられている。
【0022】
ケーシング本体５１は、ロータ３の軸線Ｏを含む面で、図２に示すように、車室上半部５１Ａと車室下半部５１Ｂとに二分割されている。これら車室上半部５１Ａ及び車室下半部５１Ｂには、それぞれ相手側に突き合わせる面（分割面５４Ａ，５４Ｂ）において、ロータ３の径方向に突出するフランジ部５５Ａ，５５Ｂが各々形成されている。そして、車室上半部５１Ａと車室下半部５１Ｂとは、フランジ部５５Ａ，５５Ｂにおいてボルト９により締結されている。
なお、図２に示す概略断面図は、径方向内側にタービン動翼３０（図１参照）が配される軸方向位置におけるケーシング本体５１の断面を示しており、この断面位置におけるケーシング本体５１は円筒状に形成されている。
なお、図２に示す概略断面図は、径方向内側にタービン動翼３０（図１参照）が配される軸方向位置におけるケーシング本体５１の断面を示しており、この断面位置におけるケーシング本体５１は円筒状に形成されている。
【0023】
また、翼環５２も、ケーシング本体５１と同様に、ロータ３の軸線Ｏを含む面で翼環上半部５２Ａと翼環下半部５２Ｂとに二分割されている。翼環上半部５２Ａは、車室上半部５１Ａに固定され、翼環下半部５２Ｂは、車室下半部５１Ｂに固定されている。車室上半部５１Ａと車室下半部５１Ｂとを締結固定することで、翼環上半部５２Ａと翼環下半部５２Ｂとが接続されて翼環５２となる。
【0024】
幾つかの実施形態に係るシール装置１００は、ケーシング本体５１及び翼環５２と同様に、シール装置上半部１００Ｕとシール装置下半部１００Ｌとに二分割されている。
【0025】
（シール装置１００について）
図３は、幾つかの実施形態に係るシール装置１００の全体構成例を示す正面図である。図３に示すように、幾つかの実施形態に係るシール装置１００は、複数の動翼本体３１の各々の先端部に連なるチップシュラウド３４に沿って環状に設けられた固定シール部材１１０及び可動シール部材１２０を有する。
図３は、幾つかの実施形態に係るシール装置１００の全体構成例を示す正面図である。図３に示すように、幾つかの実施形態に係るシール装置１００は、複数の動翼本体３１の各々の先端部に連なるチップシュラウド３４に沿って環状に設けられた固定シール部材１１０及び可動シール部材１２０を有する。
【0026】
幾つかの実施形態に係るシール装置１００は、後述する図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、及び図７Ｂによく示すように、翼環５２に形成された周方向に延在する溝部５２１に保持され、チップシュラウド３４と翼環５２の間の間隙５０をシールするように構成されている。
なお、以降、回転機械の「静止部材」としての翼環５２と、「回転部材」としてのチップシュラウド３４との間に設けられたシール装置に幾つかの実施形態に係るシール装置１００を適用する例について説明するが、幾つかの実施形態に係るシール装置１００はグランドシール、静翼チップシール、ダミー環シール等を含む種々の回転機械用のシールとして使用可能である。
なお、以降、回転機械の「静止部材」としての翼環５２と、「回転部材」としてのチップシュラウド３４との間に設けられたシール装置に幾つかの実施形態に係るシール装置１００を適用する例について説明するが、幾つかの実施形態に係るシール装置１００はグランドシール、静翼チップシール、ダミー環シール等を含む種々の回転機械用のシールとして使用可能である。
【0027】
固定シール部材１１０は、一対の上側部材１１０Ａ及び下側部材１１０Ｂがロータ本体１１の図示左右両側にそれぞれ配置されている。対をなす上側部材１１０Ａ及び下側部材１１０Ｂは合せ面１１２で合わさっている。固定シール部材１１０の内周側にはシールフィンが設けられており、固定シール部材１１０とチップシュラウド３４の間を介した流体（回転機械が蒸気タービン１の場合は蒸気Ｓ）の漏れを抑制している。
固定シール部材１１０は、背面から板ばね等で弾性的に支持されており、チップシュラウド３４と接触したときに径方向外側に逃げ得るよう構成されているが、基本的には不動であり、蒸気タービン１の稼動状態に応じて移動するものではない。
固定シール部材１１０は、背面から板ばね等で弾性的に支持されており、チップシュラウド３４と接触したときに径方向外側に逃げ得るよう構成されているが、基本的には不動であり、蒸気タービン１の稼動状態に応じて移動するものではない。
【0028】
一方、可動シール部材１２０は、以下で説明するように、蒸気タービン１の起動・停止時にはチップシュラウド３４との間隙５０が大きく、蒸気タービン１の定格運転時には、合せ面１１４で固定シール部材１１０に当接するように図中の矢印方向に移動し、間隙５０が狭まるようになっている。
【0029】
図４Ａは、図３の破線で囲んだＡ部の拡大図であり、一実施形態に係るシール装置１００である第１シール装置１００Ａの第１可動機構１５０Ａについて示している。
図４Ｂは、第１可動機構１５０Ａを径方向外側から見たときの拡大図である。
図４Ｃは、第１可動機構１５０Ａの分解図である。
図５は、図４Ｂに示す第１シール装置１００Ａの内、第１シール装置１００Ａの可動シール部材１２０である第１可動シール部材１２０Ａだけを表した図である。
図６Ａは、図４Ａ及び図９ＡにおけるＢ－Ｂ矢視断面図であり、蒸気タービン１の起動・停止時における状態を示している。
図６Ｂは、図４Ａ及び図９ＡにおけるＣ－Ｃ矢視断面図であり、蒸気タービン１の起動・停止時における状態を示している。
図７Ａは、図４Ａ及び図９ＡにおけるＢ－Ｂ矢視断面図であり、蒸気タービン１の定格運転時における状態を示している。
図７Ｂは、図４Ａ及び図９ＡにおけるＣ－Ｃ矢視断面図であり、蒸気タービン１の定格運転時における状態を示している。
図８は、図４ＡにおけるＤ－Ｄ矢視断面図であり、蒸気タービン１の定格運転時における状態を示している。
図４Ｂは、第１可動機構１５０Ａを径方向外側から見たときの拡大図である。
図４Ｃは、第１可動機構１５０Ａの分解図である。
図５は、図４Ｂに示す第１シール装置１００Ａの内、第１シール装置１００Ａの可動シール部材１２０である第１可動シール部材１２０Ａだけを表した図である。
図６Ａは、図４Ａ及び図９ＡにおけるＢ－Ｂ矢視断面図であり、蒸気タービン１の起動・停止時における状態を示している。
図６Ｂは、図４Ａ及び図９ＡにおけるＣ－Ｃ矢視断面図であり、蒸気タービン１の起動・停止時における状態を示している。
図７Ａは、図４Ａ及び図９ＡにおけるＢ－Ｂ矢視断面図であり、蒸気タービン１の定格運転時における状態を示している。
図７Ｂは、図４Ａ及び図９ＡにおけるＣ－Ｃ矢視断面図であり、蒸気タービン１の定格運転時における状態を示している。
図８は、図４ＡにおけるＤ－Ｄ矢視断面図であり、蒸気タービン１の定格運転時における状態を示している。
【0030】
図９Ａは、図３の破線で囲んだＡ部の拡大図であり、他の実施形態に係るシール装置１００である第２シール装置１００Ｂの第２可動機構１５０Ｂについて示している。
図９Ｂは、第２可動機構１５０Ｂを径方向外側から見たときの拡大図である。
図９Ｃは、第２可動機構１５０Ｂの分解図である。
図１０は、図９Ｂに示す第２シール装置１００Ｂの内、第２シール装置１００Ｂの可動シール部材１２０である第２可動シール部材１２０Ｂだけを表した図である。
図１１は、図９ＡにおけるＥ－Ｅ矢視断面図であり、蒸気タービン１の定格運転時における状態を示している。
図９Ｂは、第２可動機構１５０Ｂを径方向外側から見たときの拡大図である。
図９Ｃは、第２可動機構１５０Ｂの分解図である。
図１０は、図９Ｂに示す第２シール装置１００Ｂの内、第２シール装置１００Ｂの可動シール部材１２０である第２可動シール部材１２０Ｂだけを表した図である。
図１１は、図９ＡにおけるＥ－Ｅ矢視断面図であり、蒸気タービン１の定格運転時における状態を示している。
【0031】
以下の説明では、一実施形態に係る第１シール装置１００Ａと、他の実施形態に係る第２シール装置１００Ｂとを特に区別する必要がない場合や、一実施形態に係る第１シール装置１００Ａと、他の実施形態に係る第２シール装置１００Ｂとの総称として記載する場合、単にシール装置１００と称する。
同様に、以下の説明では、一実施形態に係る第１シール装置１００Ａの第１可動機構１５０Ａと、他の実施形態に係る第２シール装置１００Ｂの第２可動機構１５０Ｂとを特に区別する必要がない場合や、一実施形態に係る第１シール装置１００Ａの第１可動機構１５０Ａと、他の実施形態に係る第２シール装置１００Ｂの第２可動機構１５０Ｂとの総称として記載する場合、単に可動機構１５０と称する。
以下の説明では、一実施形態に係る第１シール装置１００Ａの第１可動シール部材１２０Ａと、他の実施形態に係る第２シール装置１００Ｂの第２可動シール部材１２０Ｂとを特に区別する必要がない場合や、一実施形態に係る第１シール装置１００Ａの第１可動シール部材１２０Ａと、他の実施形態に係る第２シール装置１００Ｂの第２可動シール部材１２０Ｂの総称として記載する場合、単に可動シール部材１２０と称する。
同様に、以下の説明では、一実施形態に係る第１シール装置１００Ａの第１可動機構１５０Ａと、他の実施形態に係る第２シール装置１００Ｂの第２可動機構１５０Ｂとを特に区別する必要がない場合や、一実施形態に係る第１シール装置１００Ａの第１可動機構１５０Ａと、他の実施形態に係る第２シール装置１００Ｂの第２可動機構１５０Ｂとの総称として記載する場合、単に可動機構１５０と称する。
以下の説明では、一実施形態に係る第１シール装置１００Ａの第１可動シール部材１２０Ａと、他の実施形態に係る第２シール装置１００Ｂの第２可動シール部材１２０Ｂとを特に区別する必要がない場合や、一実施形態に係る第１シール装置１００Ａの第１可動シール部材１２０Ａと、他の実施形態に係る第２シール装置１００Ｂの第２可動シール部材１２０Ｂの総称として記載する場合、単に可動シール部材１２０と称する。
【0032】
幾つかの実施形態に係るシール装置１００は、チップシュラウド３４と、チップシュラウド３４の径方向外側に配置された翼環５２との間に配置され、チップシュラウド３４と翼環５２との間の間隙５０をシールするシール部材である可動シール部材１２０を備える。
幾つかの実施形態に係るシール装置１００は、可動シール部材１２０を径方向外側に付勢する付勢部材としてのばね１３１を備える。
幾つかの実施形態に係るシール装置１００は、ばね１３１の付勢力に抗してばね１３１を径方向外側から押圧する押さえ板１３３を備える。
幾つかの実施形態に係るシール装置１００は、ばね１３１を径方向内側から支持する支持板１３５を備える。
幾つかの実施形態に係るシール装置１００は、可動シール部材１２０を径方向外側に付勢する付勢部材としてのばね１３１を備える。
幾つかの実施形態に係るシール装置１００は、ばね１３１の付勢力に抗してばね１３１を径方向外側から押圧する押さえ板１３３を備える。
幾つかの実施形態に係るシール装置１００は、ばね１３１を径方向内側から支持する支持板１３５を備える。
【0033】
一実施形態に係る第１シール装置１００Ａは、ばね１３１の付勢力に抗してばね１３１を径方向外側から押圧する第１押さえ板１３３Ａを備える。
他の実施形態に係る第２シール装置１００Ｂは、ばね１３１の付勢力に抗してばね１３１を径方向外側から押圧する第２押さえ板１３３Ｂを備える。
以下の説明では、一実施形態に係る第１シール装置１００Ａの第１押さえ板１３３Ａと、他の実施形態に係る第２シール装置１００Ｂの第２押さえ板１３３Ｂとを特に区別する必要がない場合や、一実施形態に係る第１シール装置１００Ａの第１押さえ板１３３Ａと、他の実施形態に係る第２シール装置１００Ｂの第２押さえ板１３３Ｂとの総称として記載する場合、単に押さえ板１３３と称する。
他の実施形態に係る第２シール装置１００Ｂは、ばね１３１の付勢力に抗してばね１３１を径方向外側から押圧する第２押さえ板１３３Ｂを備える。
以下の説明では、一実施形態に係る第１シール装置１００Ａの第１押さえ板１３３Ａと、他の実施形態に係る第２シール装置１００Ｂの第２押さえ板１３３Ｂとを特に区別する必要がない場合や、一実施形態に係る第１シール装置１００Ａの第１押さえ板１３３Ａと、他の実施形態に係る第２シール装置１００Ｂの第２押さえ板１３３Ｂとの総称として記載する場合、単に押さえ板１３３と称する。
【0034】
一実施形態に係る第１シール装置１００Ａでは、第１可動機構１５０Ａは、ばね１３１と、第１押さえ板１３３Ａと、支持板１３５とを有する。
他の実施形態に係る第２シール装置１００Ｂでは、第２可動機構１５０Ｂは、ばね１３１と、第２押さえ板１３３Ｂと、支持板１３５とを有する。
他の実施形態に係る第２シール装置１００Ｂでは、第２可動機構１５０Ｂは、ばね１３１と、第２押さえ板１３３Ｂと、支持板１３５とを有する。
【0035】
幾つかの実施形態に係るシール装置１００では、押さえ板１３３は、可動シール部材１２０に対して径方向外側に配置され、結合部材としての複数のボルト１９１によって可動シール部材１２０に固定されている。図５に示すように、可動シール部材１２０には、後述する基部１２１にボルト１９１の雄ネジと螺合する雌ネジ部１９５が形成されている。
【0036】
幾つかの実施形態に係るシール装置１００では、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂ、図８、及び図１１に示すように、可動シール部材１２０は、翼環５２に形成された溝部５２１に保持されている。
可動シール部材１２０の内周側にはシールフィン１２２が設けられており、可動シール部材１２０とチップシュラウド３４との間を介した蒸気Ｓの漏れを抑制している。
可動シール部材１２０の内周側にはシールフィン１２２が設けられており、可動シール部材１２０とチップシュラウド３４との間を介した蒸気Ｓの漏れを抑制している。
【0037】
幾つかの実施形態に係るシール装置１００では、図６Ｂ、図７Ｂ、図８、及び図１１に示すように、ばね１３１と、押さえ板１３３と、支持板１３５とが翼環５２の溝部５２１の内部に設けられている。
幾つかの実施形態では、翼環５２の溝部５２１は、翼環５２の内周部５２ａに形成されていて、周方向に延在する。溝部５２１は、径方向内側で開口した開口部５２２を有する。
翼環５２には、開口部５２２の軸方向の寸法が、溝部５２１における開口部５２２よりも径方向外側の領域の軸方向の寸法よりも小さくなるように軸方向に突出する一対の突部５２３が形成されている。
幾つかの実施形態では、翼環５２の溝部５２１は、翼環５２の内周部５２ａに形成されていて、周方向に延在する。溝部５２１は、径方向内側で開口した開口部５２２を有する。
翼環５２には、開口部５２２の軸方向の寸法が、溝部５２１における開口部５２２よりも径方向外側の領域の軸方向の寸法よりも小さくなるように軸方向に突出する一対の突部５２３が形成されている。
【0038】
幾つかの実施形態に係るシール装置１００では、溝部５２１における一対の突部５２３に対して支持板１３５が径方向外側から当接している。そのため、支持板１３５は、溝部５２１内での径方向内側への移動が一対の突部５２３によって規制されている。
【0039】
幾つかの実施形態に係るシール装置１００では、ばね１３１は、支持板１３５を径方向内側に向かって付勢するとともに、押さえ板１３３を径方向外側に向かって付勢する。
そのため、押さえ板１３３が固定されている可動シール部材１２０は、シールフィン１２２とチップシュラウド３４との間隙が広がるように、ばね１３１によって付勢されることとなる。
なお、ばね１３１は例えばコイルばねであってもよく、コイルばねに代えて、皿ばね、板ばね、金属ベローズ等の任意の付勢部材を用いてもよい。
そのため、押さえ板１３３が固定されている可動シール部材１２０は、シールフィン１２２とチップシュラウド３４との間隙が広がるように、ばね１３１によって付勢されることとなる。
なお、ばね１３１は例えばコイルばねであってもよく、コイルばねに代えて、皿ばね、板ばね、金属ベローズ等の任意の付勢部材を用いてもよい。
【0040】
（蒸気タービン１の起動・停止時）
蒸気タービン１の起動・停止時には、溝部５２１内に蒸気Ｓが導入されておらず、又は、導入されたとしても溝部５２１内の圧力が比較的低い。そのため、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、幾つかの実施形態に係るシール装置１００では、可動シール部材１２０は、ばね１３１の付勢力によって径方向外側に移動するので、シールフィン１２２とチップシュラウド３４との間隙が広がる。
蒸気タービン１の起動・停止時には、溝部５２１内に蒸気Ｓが導入されておらず、又は、導入されたとしても溝部５２１内の圧力が比較的低い。そのため、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、幾つかの実施形態に係るシール装置１００では、可動シール部材１２０は、ばね１３１の付勢力によって径方向外側に移動するので、シールフィン１２２とチップシュラウド３４との間隙が広がる。
【0041】
（蒸気タービン１の定格運転時）
蒸気タービン１の定格運転時には、溝部５２１内に比較的高圧の蒸気Ｓが導入され、溝部５２１内の圧力が比較的高くなる。そのため、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、幾つかの実施形態に係るシール装置１００では、可動シール部材１２０は、溝部５２１内の蒸気Ｓの圧力によってばね１３１の付勢力に抗して径方向外側に移動するので、シールフィン１２２とチップシュラウド３４との間隙が狭まる。
蒸気タービン１の定格運転時には、溝部５２１内に比較的高圧の蒸気Ｓが導入され、溝部５２１内の圧力が比較的高くなる。そのため、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、幾つかの実施形態に係るシール装置１００では、可動シール部材１２０は、溝部５２１内の蒸気Ｓの圧力によってばね１３１の付勢力に抗して径方向外側に移動するので、シールフィン１２２とチップシュラウド３４との間隙が狭まる。
【0042】
（可動シール部材１２０の動作の確実性について）
幾つかの実施形態に係るシール装置１００のシール装置上半部１００Ｕでは、可動シール部材１２０の自重に抗してばね１３１の付勢力によって可動シール部材１２０を鉛直上方に移動させる必要がある。そのため、蒸気タービン１の起動・停止時にシールフィン１２２とチップシュラウド３４との間隙を確実に確保するためには、ばね１３１の付勢力は適度に大きくなければならない。しかし、ばね１３１の付勢力が過度に大きいと、蒸気タービン１の定格運転時に可動シール部材１２０を径方向内側に変位させることが困難となる。
幾つかの実施形態に係るシール装置１００のシール装置上半部１００Ｕでは、可動シール部材１２０の自重に抗してばね１３１の付勢力によって可動シール部材１２０を鉛直上方に移動させる必要がある。そのため、蒸気タービン１の起動・停止時にシールフィン１２２とチップシュラウド３４との間隙を確実に確保するためには、ばね１３１の付勢力は適度に大きくなければならない。しかし、ばね１３１の付勢力が過度に大きいと、蒸気タービン１の定格運転時に可動シール部材１２０を径方向内側に変位させることが困難となる。
【0043】
幾つかの実施形態に係るシール装置１００では、可動シール部材１２０の径方向の寸法は、グランドシール、静翼チップシール、ダミー環シール等に比べると径方向の寸法が大きい。可動シール部材１２０の径方向の寸法が大きくなるほどシール部材の自重が大きくなるため、ばね１３１の付勢力を大きくしなければならない。そのため、可動シール部材１２０の径方向の寸法が大きくなるほどばね１３１の付勢力の設定が難しくなる傾向となる。したがって、幾つかの実施形態に係るシール装置１００では、グランドシール、静翼チップシール、ダミー環シール等に比べるとばね１３１の付勢力の設定が難しい。
【0044】
また、幾つかの実施形態に係るシール装置１００のシール装置上半部１００Ｕでは、蒸気タービン１の定格運転時には、可動シール部材１２０の自重とばね１３１の付勢力とに抗して可動シール部材１２０を径方向内側に変位させなければならない。そのため、蒸気タービン１の定格運転時に可動シール部材１２０を径方向内側に確実に変位させるためには、ばね１３１の付勢力を比較的小さくしなければならない。しかし、ばね１３１の付勢力が過度に小さいと、蒸気タービン１の起動・停止時にシールフィン１２２とチップシュラウド３４との間隙を確保し難くなる。そのため、可動シール部材１２０の径方向の寸法が大きくなるほどばね１３１の付勢力の設定が難しくなる傾向となる。
【0045】
そこで、幾つかの実施形態に係るシール装置１００では、可動シール部材１２０を以下のように構成することで、可動シール部材１２０の剛性を確保しつつ可動シール部材１２０の自重を抑制するようにしている。
【0046】
すなわち、幾つかの実施形態に係るシール装置１００では、例えば図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、図５、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂ、図８、図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃ、図１０、及び図１１に示すように、可動シール部材１２０は、周方向に延在する基部１２１を有する。
幾つかの実施形態に係るシール装置１００では、例えば図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、図５、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂ、図８、図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃ、図１０、及び図１１に示すように、可動シール部材１２０は、周方向に延在し、基部１２１から径方向外側に向かって突出するリブ１２３を有する。
幾つかの実施形態に係るシール装置１００では、例えば図４Ａ、図４Ｃ、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂ、図８、図９Ａ、図９Ｃ、及び図１１に示すように、可動シール部材１２０は、周方向に延在し、基部１２１から径方向内側に向かって突出するシールフィン１２２を有する。
幾つかの実施形態に係るシール装置１００では、例えば図４Ｃ、図５、図９Ｃ、及び図１０に示すように、リブ１２３は、周方向におけるリブ１２３の一方端と他方端との間にばね１３１が配置される切欠き部１２５を有する。
幾つかの実施形態に係るシール装置１００では、例えば図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、図５、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂ、図８、図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃ、図１０、及び図１１に示すように、可動シール部材１２０は、周方向に延在し、基部１２１から径方向外側に向かって突出するリブ１２３を有する。
幾つかの実施形態に係るシール装置１００では、例えば図４Ａ、図４Ｃ、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ、図７Ｂ、図８、図９Ａ、図９Ｃ、及び図１１に示すように、可動シール部材１２０は、周方向に延在し、基部１２１から径方向内側に向かって突出するシールフィン１２２を有する。
幾つかの実施形態に係るシール装置１００では、例えば図４Ｃ、図５、図９Ｃ、及び図１０に示すように、リブ１２３は、周方向におけるリブ１２３の一方端と他方端との間にばね１３１が配置される切欠き部１２５を有する。
【0047】
幾つかの実施形態に係るシール装置１００では、可動シール部材１２０に上記のリブ１２３を設けることで、可動シール部材１２０の剛性を確保しつつ可動シール部材１２０の自重を抑制できる。これにより、蒸気タービン１の起動・停止時には回転部材としてのチップシュラウド３４と可動シール部材１２０との間のシール間隙であるチップシュラウド３４とシールフィン１２２との間隙を確保し易くなり、蒸気タービン１の定格運転時には作動流体である蒸気Ｓの漏れ量を少なくすることができる。
【0048】
幾つかの実施形態に係る蒸気タービン１は、回転部材としてのチップシュラウド３４と、静止部材としての翼環５２と、幾つかの実施形態に係るシール装置１００と、を備える。
これにより、蒸気タービン１の起動・停止時には回転部材としてのチップシュラウド３４と可動シール部材１２０との間のシール間隙であるチップシュラウド３４とシールフィン１２２との間隙を確保し易くなり、蒸気タービン１の定格運転時には作動流体である蒸気Ｓの漏れ量を少なくすることができる。
これにより、蒸気タービン１の起動・停止時には回転部材としてのチップシュラウド３４と可動シール部材１２０との間のシール間隙であるチップシュラウド３４とシールフィン１２２との間隙を確保し易くなり、蒸気タービン１の定格運転時には作動流体である蒸気Ｓの漏れ量を少なくすることができる。
【0049】
幾つかの実施形態に係るシール装置１００では、基部１２１の径方向内側の面１２１ａからリブ１２３の径方向外側の端面１２３ａまでの距離Ｌ１は、基部１２１の径方向内側の面１２１ａから基部１２１の径方向外側の面１２１ｂまでの距離Ｌ２の３倍以上であるとよい。
これにより、リブ１２３を挟んだ軸方向の両側に可動シール部材１２０を構成する部位が存在しない領域Ｒを設けることができる。そのため、この領域の分だけ、可動シール部材１２０の自重を小さくすることができる。幾つかの実施形態に係るシール装置１００によれば、基部１２１の径方向の厚さ（距離Ｌ２）に対してリブ１２３の径方向の長さ（（距離Ｌ１）－（距離Ｌ２））が比較的大きくなるので、上記領域Ｒが比較的大きくなり、可動シール部材１２０の自重が比較的小さくなる。これにより、蒸気タービン１の起動・停止時には回転部材としてのチップシュラウド３４と可動シール部材１２０との間のシール間隙であるチップシュラウド３４とシールフィン１２２との間隙を確保し易くなり、蒸気タービン１の定格運転時には作動流体である蒸気Ｓの漏れ量を少なくすることができる。
これにより、リブ１２３を挟んだ軸方向の両側に可動シール部材１２０を構成する部位が存在しない領域Ｒを設けることができる。そのため、この領域の分だけ、可動シール部材１２０の自重を小さくすることができる。幾つかの実施形態に係るシール装置１００によれば、基部１２１の径方向の厚さ（距離Ｌ２）に対してリブ１２３の径方向の長さ（（距離Ｌ１）－（距離Ｌ２））が比較的大きくなるので、上記領域Ｒが比較的大きくなり、可動シール部材１２０の自重が比較的小さくなる。これにより、蒸気タービン１の起動・停止時には回転部材としてのチップシュラウド３４と可動シール部材１２０との間のシール間隙であるチップシュラウド３４とシールフィン１２２との間隙を確保し易くなり、蒸気タービン１の定格運転時には作動流体である蒸気Ｓの漏れ量を少なくすることができる。
【0050】
幾つかの実施形態に係るシール装置１００では、基部１２１は、静止部材としての翼環５２の内周部５２ａに形成された周方向に延在する溝部５２１における開口部５２２に挿通される挿通部１２４を含むとよい。軸方向のリブ１２３の寸法Ｌ３は、軸方向の挿通部１２４の寸法Ｌ４の０．３倍以下であるとよい。
これにより、リブ１２３を挟んだ軸方向の両側に可動シール部材１２０を構成する部位が存在しない領域Ｒを設けることができる。そのため、この領域Ｒの分だけ、可動シール部材１２０の自重を小さくすることができる。幾つかの実施形態に係るシール装置１００によれば、基部１２１の軸方向の寸法（寸法Ｌ４）に対してリブ１２３の厚さ（寸法Ｌ３）が比較的小さくなるので、上記領域Ｒが比較的大きくなり、可動シール部材１２０の自重が比較底小さくなる。これにより、蒸気タービン１の起動・停止時には回転部材としてのチップシュラウド３４と可動シール部材１２０との間のシール間隙であるチップシュラウド３４とシールフィン１２２との間隙を確保し易くなり、蒸気タービン１の定格運転時には作動流体である蒸気Ｓの漏れ量を少なくすることができる。
これにより、リブ１２３を挟んだ軸方向の両側に可動シール部材１２０を構成する部位が存在しない領域Ｒを設けることができる。そのため、この領域Ｒの分だけ、可動シール部材１２０の自重を小さくすることができる。幾つかの実施形態に係るシール装置１００によれば、基部１２１の軸方向の寸法（寸法Ｌ４）に対してリブ１２３の厚さ（寸法Ｌ３）が比較的小さくなるので、上記領域Ｒが比較的大きくなり、可動シール部材１２０の自重が比較底小さくなる。これにより、蒸気タービン１の起動・停止時には回転部材としてのチップシュラウド３４と可動シール部材１２０との間のシール間隙であるチップシュラウド３４とシールフィン１２２との間隙を確保し易くなり、蒸気タービン１の定格運転時には作動流体である蒸気Ｓの漏れ量を少なくすることができる。
【0051】
（リブ１２３の補強について）
幾つかの実施形態に係るシール装置１００では、切欠き部１２５が存在する領域では、他の領域と比べてリブ１２３の高さ（径方向の寸法）が低い、又は、リブ１２３が存在しないことになる。そのため、切欠き部１２５が存在する周方向位置における基部１２１は、切欠き部１２５が存在しない他の領域に比べて径方向に延在する仮想的な面に沿って曲がるように変形し易い。
幾つかの実施形態に係るシール装置１００では、切欠き部１２５が存在する領域では、他の領域と比べてリブ１２３の高さ（径方向の寸法）が低い、又は、リブ１２３が存在しないことになる。そのため、切欠き部１２５が存在する周方向位置における基部１２１は、切欠き部１２５が存在しない他の領域に比べて径方向に延在する仮想的な面に沿って曲がるように変形し易い。
【0052】
そこで、幾つかの実施形態に係るシール装置１００では、例えば可動シール部材１２０とは異なる部材であって、切欠き部１２５が存在する周方向位置における基部１２１の変形を規制する規制部材１６０を備えるとよい。
これにより、切欠き部１２５が存在する周方向位置における基部１２１の変形が規制部材１６０によって規制されるので、切欠き部１２５を設けても可動シール部材１２０の剛性を確保できる。
これにより、切欠き部１２５が存在する周方向位置における基部１２１の変形が規制部材１６０によって規制されるので、切欠き部１２５を設けても可動シール部材１２０の剛性を確保できる。
【0053】
なお、幾つかの実施形態に係るシール装置１００では、規制部材１６０は、付勢部材としてのばね１３１の付勢力に抗してばね１３１を径方向外側から押圧する押さえ板１３３であるとよい。
これにより、規制部材１６０を押さえ板１３３とは別の部材として新たに設けなくてもよく、押さえ板１３３によって可動シール部材１２０の剛性を確保できる。
これにより、規制部材１６０を押さえ板１３３とは別の部材として新たに設けなくてもよく、押さえ板１３３によって可動シール部材１２０の剛性を確保できる。
【0054】
幾つかの実施形態に係るシール装置１００では、規制部材１６０は、結合部材によって切欠き部１２５を挟んだ周方向の一方側の基部と他方側の基部１２１とに固定されるとよい。幾つかの実施形態に係るシール装置１００では、例えば図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、図９Ａ、図９Ｂ、及び図９Ｃに示すように、規制部材１６０は、切欠き部１２５を挟んで周方向の一方側と他方側のそれぞれにおいて、リブ１２３を挟んで軸方向の一方側と他方側のそれぞれの計４カ所でボルト１９１によって基部１２１に固定されている。また、幾つかの実施形態に係るシール装置１００では、例えば図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、図９Ａ、図９Ｂ、及び図９Ｃに示すように、規制部材１６０は、切欠き部１２５が設けられた周方向位置の１カ所において、ボルト１９１によって基部１２１に固定されている。
これにより、規制部材１６０を可動シール部材１２０に安定的に固定できる。
これにより、規制部材１６０を可動シール部材１２０に安定的に固定できる。
【0055】
幾つかの実施形態に係るシール装置１００では、規制部材１６０は、リブ１２３を挟んで軸方向の一方側から他方側まで延在しているとよい。
幾つかの実施形態に係るシール装置１００では、リブ１２３を挟んで軸方向の一方側と他方側とに規制部材１６０が存在することで、比較的簡素な構成で軸方向にバランスの取れた補強ができる。また、幾つかの実施形態に係るシール装置１００では、可動シール部材１２０の周方向の剛性も安定して補強できる。
幾つかの実施形態に係るシール装置１００では、リブ１２３を挟んで軸方向の一方側と他方側とに規制部材１６０が存在することで、比較的簡素な構成で軸方向にバランスの取れた補強ができる。また、幾つかの実施形態に係るシール装置１００では、可動シール部材１２０の周方向の剛性も安定して補強できる。
【0056】
（規制部材１６０とリブ１２３との結合について）
幾つかの実施形態に係るシール装置１００では、例えば図４Ｃ、及び図９Ｃによく示すように、リブ１２３は、切欠き部１２５を挟んだ周方向の一方側の第１リブ１４１と他方側の第２リブ１４２とを含んでいるとよい。規制部材１６０は、第１リブ１４１と第２リブ１４２とに後述するような形態で結合されているとよい。
これにより、規制部材１６０が第１リブ１４１と第２リブ１４２との相対的な移動を規制することで、切欠き部１２５が存在する周方向位置における基部１２１の変形を抑制できる。これにより、切欠き部１２５を設けても可動シール部材１２０の剛性を確保できる。
幾つかの実施形態に係るシール装置１００では、例えば図４Ｃ、及び図９Ｃによく示すように、リブ１２３は、切欠き部１２５を挟んだ周方向の一方側の第１リブ１４１と他方側の第２リブ１４２とを含んでいるとよい。規制部材１６０は、第１リブ１４１と第２リブ１４２とに後述するような形態で結合されているとよい。
これにより、規制部材１６０が第１リブ１４１と第２リブ１４２との相対的な移動を規制することで、切欠き部１２５が存在する周方向位置における基部１２１の変形を抑制できる。これにより、切欠き部１２５を設けても可動シール部材１２０の剛性を確保できる。
【0057】
（一実施形態に係る第１シール装置１００Ａの場合）
一実施形態に係る第１シール装置１００Ａでは、例えば図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、図５、及び図８に示すように、第１リブ１４１には、軸方向に第１リブ１４１を貫通する第１貫通孔１４３が設けられているとよい。第２リブ１４２には、軸方向に第２リブ１４２を貫通する第２貫通孔１４４が設けられているとよい。
一実施形態に係る第１シール装置１００Ａでは、例えば図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、及び図８に示すように、規制部材１６０には、軸方向に規制部材１６０を貫通する第３貫通孔１６３と、第３貫通孔１６３とは周方向に離間した位置で軸方向に規制部材を貫通する第４貫通孔１６４とが設けられているとよい。
一実施形態に係る第１シール装置１００Ａは、例えば図４Ａ、及び図４Ｂに示すように、規制部材１６０と第１リブ１４１及び第２リブ１４２とを結合する少なくとも２つの結合ピン１９３を備えるとよい。結合ピン１９３の少なくとも１つは、第１貫通孔１４３と第３貫通孔１６３に挿入されているとよく、結合ピン１９３の少なくとも他の１つは、第２貫通孔１４４と第４貫通孔１６４に挿入されるとよい。
なお、図４Ｃの分解図では、結合ピン１９３の記載を省略している。
一実施形態に係る第１シール装置１００Ａでは、例えば図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、図５、及び図８に示すように、第１リブ１４１には、軸方向に第１リブ１４１を貫通する第１貫通孔１４３が設けられているとよい。第２リブ１４２には、軸方向に第２リブ１４２を貫通する第２貫通孔１４４が設けられているとよい。
一実施形態に係る第１シール装置１００Ａでは、例えば図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、及び図８に示すように、規制部材１６０には、軸方向に規制部材１６０を貫通する第３貫通孔１６３と、第３貫通孔１６３とは周方向に離間した位置で軸方向に規制部材を貫通する第４貫通孔１６４とが設けられているとよい。
一実施形態に係る第１シール装置１００Ａは、例えば図４Ａ、及び図４Ｂに示すように、規制部材１６０と第１リブ１４１及び第２リブ１４２とを結合する少なくとも２つの結合ピン１９３を備えるとよい。結合ピン１９３の少なくとも１つは、第１貫通孔１４３と第３貫通孔１６３に挿入されているとよく、結合ピン１９３の少なくとも他の１つは、第２貫通孔１４４と第４貫通孔１６４に挿入されるとよい。
なお、図４Ｃの分解図では、結合ピン１９３の記載を省略している。
【0058】
一実施形態に係る第１シール装置１００Ａでは、規制部材１６０と第１リブ１４１及び第２リブ１４２とを結合ピン１９３により結合するという比較的簡素な構成で可動シール部材１２０の剛性を比較的容易に確保できる。
【0059】
一実施形態に係る第１シール装置１００Ａでは、規制部材１６０には、第１リブ１４１を挟んで軸方向の一方側と他方側とに第３貫通孔１６３が設けられ、及び、第２リブ１４２を挟んで軸方向の一方側と他方側とに第４貫通孔１６４が設けられているとよい。すなわち、規制部材１６０は、第１リブ１４１及び第２リブ１４２を挟んで軸方向の一方側と他方側とに存在しており、第１リブ１４１及び第２リブ１４２を挟んだ軸方向の一方側と他方側とに結合ピン１９３を介して連結されているとよい。
一実施形態に係る第１シール装置１００Ａでは、第１リブ１４１及び第２リブ１４２を挟んで軸方向の一方側と他方側とに規制部材１６０が存在するので、比較的簡素な構成で軸方向にバランスの取れた補強ができる。また、一実施形態に係る第１シール装置１００Ａによれば、可動シール部材１２０の周方向の剛性も安定して補強できる。
一実施形態に係る第１シール装置１００Ａでは、第１リブ１４１及び第２リブ１４２を挟んで軸方向の一方側と他方側とに規制部材１６０が存在するので、比較的簡素な構成で軸方向にバランスの取れた補強ができる。また、一実施形態に係る第１シール装置１００Ａによれば、可動シール部材１２０の周方向の剛性も安定して補強できる。
【0060】
（他の実施形態に係る第２シール装置１００Ｂの場合）
他の実施形態に係る第２シール装置１００Ｂでは、例えば図９Ａ、図９Ｃ、図１０、及び図１１に示すように、第１リブ１４１は、径方向内側に向かって凹んだ第１凹部１４５が形成されていてもよい。他の実施形態に係る第２シール装置１００Ｂでは、例えば図９Ａ、図９Ｃ、図１０、及び図１１に示すように、第２リブ１４２は、径方向内側に向かって凹んだ第２凹部１４６が形成されていてもよい。他の実施形態に係る第２シール装置１００Ｂでは、例えば図９Ａ、図９Ｃ、及び図１１に示すように、規制部材１６０は、第１凹部１４５に嵌合する第１突部１６５と、第２凹部１４６に嵌合する第２突部１６６とを有していてもよい。
これにより、規制部材１６０と第１リブ１４１及び第２リブ１４２とを第１突部１６５と第１凹部１４５との嵌合、及び、第２突部１６６と第２凹部１４６との嵌合により結合するという比較的簡素な構成で可動シール部材１２０の剛性を比較的容易に確保できる。
他の実施形態に係る第２シール装置１００Ｂでは、例えば図９Ａ、図９Ｃ、図１０、及び図１１に示すように、第１リブ１４１は、径方向内側に向かって凹んだ第１凹部１４５が形成されていてもよい。他の実施形態に係る第２シール装置１００Ｂでは、例えば図９Ａ、図９Ｃ、図１０、及び図１１に示すように、第２リブ１４２は、径方向内側に向かって凹んだ第２凹部１４６が形成されていてもよい。他の実施形態に係る第２シール装置１００Ｂでは、例えば図９Ａ、図９Ｃ、及び図１１に示すように、規制部材１６０は、第１凹部１４５に嵌合する第１突部１６５と、第２凹部１４６に嵌合する第２突部１６６とを有していてもよい。
これにより、規制部材１６０と第１リブ１４１及び第２リブ１４２とを第１突部１６５と第１凹部１４５との嵌合、及び、第２突部１６６と第２凹部１４６との嵌合により結合するという比較的簡素な構成で可動シール部材１２０の剛性を比較的容易に確保できる。
【0061】
本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
例えば、上述の説明では、幾つかの実施形態に係るシール装置１００を回転機械の一例として蒸気タービン１に適用した場合について説明したが、幾つかの実施形態に係るシール装置１００は、例えばガスタービン等、その他の回転機械に適用してもよい。
例えば、上述の説明では、幾つかの実施形態に係るシール装置１００を回転機械の一例として蒸気タービン１に適用した場合について説明したが、幾つかの実施形態に係るシール装置１００は、例えばガスタービン等、その他の回転機械に適用してもよい。
【0062】
上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。
（１）本開示の少なくとも一実施形態に係るシール装置１００は、回転機械としての蒸気タービン１の回転部材としてのチップシュラウド３４と、回転部材としてのチップシュラウド３４に対して回転部材の径方向外側に配置された静止部材としての翼環５２との間に配置され、回転部材（チップシュラウド３４）と静止部材（翼環５２）との間をシールするシール部材である可動シール部材１２０と、シール部材（可動シール部材１２０）を径方向外側に付勢する付勢部材としてのばね１３１と、を備える。シール部材（可動シール部材１２０）は、回転部材の周方向に延在する基部１２１と、周方向に延在し、基部１２１から径方向外側に向かって突出するリブ１２３と、周方向に延在し、基部１２１から回転部材の径方向内側に向かって突出するシールフィン１２２と、を有する。リブ１２３は、周方向におけるリブ１２３の一方端と他方端との間に付勢部材（ばね１３１）が配置される切欠き部１２５を有する。
（１）本開示の少なくとも一実施形態に係るシール装置１００は、回転機械としての蒸気タービン１の回転部材としてのチップシュラウド３４と、回転部材としてのチップシュラウド３４に対して回転部材の径方向外側に配置された静止部材としての翼環５２との間に配置され、回転部材（チップシュラウド３４）と静止部材（翼環５２）との間をシールするシール部材である可動シール部材１２０と、シール部材（可動シール部材１２０）を径方向外側に付勢する付勢部材としてのばね１３１と、を備える。シール部材（可動シール部材１２０）は、回転部材の周方向に延在する基部１２１と、周方向に延在し、基部１２１から径方向外側に向かって突出するリブ１２３と、周方向に延在し、基部１２１から回転部材の径方向内側に向かって突出するシールフィン１２２と、を有する。リブ１２３は、周方向におけるリブ１２３の一方端と他方端との間に付勢部材（ばね１３１）が配置される切欠き部１２５を有する。
【0063】
上記（１）の構成によれば、シール部材（可動シール部材１２０）に上記のリブ１２３を設けることで、シール部材（可動シール部材１２０）の剛性を確保しつつシール部材（可動シール部材１２０）の自重を抑制できる。これにより、回転機械（蒸気タービン１）の起動及び停止時には回転部材（チップシュラウド３４）とシール部材（可動シール部材１２０）との間のシール間隙を確保し易くなり、回転機械（蒸気タービン１）の運転時には作動流体としての蒸気Ｓの漏れ量を少なくすることができる。
【0064】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、基部１２１の径方向内側の面１２１ａからリブ１２３の径方向外側の端面１２３ａまでの距離Ｌ１は、基部１２１の径方向内側の面１２１ａから基部１２１の径方向外側の面１２１ｂまでの距離Ｌ２の３倍以上であるとよい。
【0065】
上記（２）の構成によれば、リブ１２３を挟んだ軸方向の両側にシール部材（可動シール部材１２０）を構成する部位が存在しない領域Ｒを設けることができる。そのため、この領域Ｒの分だけ、シール部材（可動シール部材１２０）の自重を小さくすることができる。上記（２）の構成によれば、基部１２１の径方向の厚さ（距離Ｌ２）に対してリブ１２３の径方向の長さ（（距離Ｌ１）－（距離Ｌ２））が比較的大きくなるので、上記領域Ｒが比較的大きくなり、シール部材（可動シール部材１２０）の自重が比較的小さくなる。これにより、回転機械（蒸気タービン１）の起動及び停止時には回転部材（チップシュラウド３４）とシール部材（可動シール部材１２０）との間のシール間隙を確保し易くなり、回転機械（蒸気タービン１）の運転時には作動流体（蒸気Ｓ）の漏れ量を少なくすることができる。
【0066】
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、基部１２１は、静止部材（翼環５２）の内周部５２ａに形成された周方向に延在する溝部５２１における開口部５２２に挿通される挿通部１２４を含むとよい。回転部材の軸方向のリブ１２３の寸法Ｌ３は、軸方向の挿通部１２４の寸法Ｌ４の０．３倍以下であるとよい。
【0067】
上記（３）の構成によれば、リブ１２３を挟んだ軸方向の両側にシール部材（可動シール部材１２０）を構成する部位が存在しない領域Ｒを設けることができる。そのため、この領域Ｒの分だけ、シール部材（可動シール部材１２０）の自重を小さくすることができる。上記（３）の構成によれば、基部１２１の軸方向の寸法（寸法Ｌ４）に対してリブ１２３の厚さ（寸法Ｌ３）が比較的小さくなるので、上記領域Ｒが比較的大きくなり、シール部材（可動シール部材１２０）の自重が比較底小さくなる。これにより、回転機械（蒸気タービン１）の起動及び停止時には回転部材（チップシュラウド３４）とシール部材（可動シール部材１２０）との間のシール間隙を確保し易くなり、回転機械（蒸気タービン１）の運転時には作動流体（蒸気Ｓ）の漏れ量を少なくすることができる。
【0068】
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れかの構成において、シール部材（可動シール部材１２０）とは異なる部材であって、切欠き部１２５が存在する周方向位置における基部１２１の変形を規制する規制部材１６０、を備えるとよい。
【0069】
切欠き部１２５が存在する領域では、他の領域と比べてリブの１２３高さが低い、又は、リブ１２３が存在しないことになる。そのため、切欠き部１２５が存在する周方向位置における基部１２１は、切欠き部１２５が存在しない他の領域に比べて径方向に延在する仮想的な面に沿って曲がるように変形し易い。
上記（４）の構成によれば、切欠き部１２５が存在する周方向位置における基部１２１の変形が規制部材１６０によって規制されるので、切欠き部１２５を設けてもシール部材（可動シール部材１２０）の剛性を確保できる。
上記（４）の構成によれば、切欠き部１２５が存在する周方向位置における基部１２１の変形が規制部材１６０によって規制されるので、切欠き部１２５を設けてもシール部材（可動シール部材１２０）の剛性を確保できる。
【0070】
（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、リブ１２３は、切欠き部１２５を挟んだ周方向の一方側の第１リブ１４１と他方側の第２リブ１４２とを含んでいるとよい。規制部材１６０は、第１リブ１４１と第２リブ１４２とに結合されているとよい。
【0071】
上記（５）の構成によれば、規制部材１６０が第１リブ１４１と第２リブ１４２との相対的な移動を規制することで、切欠き部１２５が存在する周方向位置における基部１２１の変形を抑制できる。これにより、切欠き部１２５を設けてもシール部材（可動シール部材１２０）の剛性を確保できる。
【0072】
（６）幾つかの実施形態では、上記（５）の構成において、第１リブ１４１には、回転部材の軸方向に第１リブ１４１を貫通する第１貫通孔１４３が設けられているとよい。第２リブ１４２には、軸方向に第２リブ１４２を貫通する第２貫通孔１４４が設けられているとよい。規制部材１６０には、軸方向に規制部材１６０を貫通する第３貫通孔１６３と、第３貫通孔１６３とは周方向に離間した位置で軸方向に規制部材１６０を貫通する第４貫通孔１６４とが設けられているとよい。シール装置１００は、規制部材１６０と第１リブ１４１及び第２リブ１４２とを結合する少なくとも２つの結合ピン１９３を備えるとよい。結合ピン１９３の少なくとも１つは、第１貫通孔１４３と第３貫通孔１６３に挿入されているとよく、結合ピン１９３の少なくとも他の１つは、第２貫通孔１４４と第４貫通孔１６４に挿入されるとよい。
【0073】
上記（６）の構成によれば、規制部材１６０と第１リブ１４１及び第２リブ１４２とを結合ピン１９３により結合するという比較的簡素な構成でシール部材（可動シール部材１２０）の剛性を比較的容易に確保できる。
【0074】
（７）幾つかの実施形態では、上記（６）の構成において、規制部材１６０には、第１リブ１４１を挟んで軸方向の一方側と他方側とに第３貫通孔１６３が設けられ、及び、第２リブ１４２を挟んで軸方向の一方側と他方側とに第４貫通孔１６４が設けられているとよい。
【0075】
上記（７）の構成によれば、第１リブ１４１及び第２リブ１４２を挟んで軸方向の一方側と他方側とに規制部材１６０が存在するので、比較的簡素な構成で軸方向にバランスの取れた補強ができる。また、上記（７）の構成によれば、シール部材（可動シール部材１２０）の周方向の剛性も安定して補強できる。
【0076】
（８）幾つかの実施形態では、上記（５）の構成において、第１リブ１４１は、径方向内側に向かって凹んだ第１凹部１４５が形成されていてもよい。第２リブ１４２は、径方向内側に向かって凹んだ第２凹部１４６が形成されていてもよい。規制部材１６０は、第１凹部１４５に嵌合する第１突部１６５と、第２凹部１４６に嵌合する第２突部１６６とを有していてもよい。
【0077】
上記（８）の構成によれば、規制部材１６０と第１リブ１４１及び第２リブ１４２とを第１突部１６５と第１凹部１４５との嵌合、及び、第２突部１６６と第２凹部１４６との嵌合により結合するという比較的簡素な構成でシール部材（可動シール部材１２０）の剛性を比較的容易に確保できる。
【0078】
（９）幾つかの実施形態では、上記（４）乃至（８）の何れかの構成において、規制部材１６０は、結合部材（ボルト１９１）によって切欠き部１２５を挟んだ周方向の一方側の基部と他方側の基部１２１とに固定されるとよい。
【0079】
上記（９）の構成によれば、規制部材１６０をシール部材（可動シール部材１２０）に安定的に固定できる。
【0080】
（１０）幾つかの実施形態では、上記（４）乃至（９）の何れかの構成において、規制部材１６０は、リブ１２３を挟んで回転部材の軸方向の一方側から他方側まで延在しているとよい。
【0081】
上記（１０）の構成によれば、リブ１２３を挟んで軸方向の一方側と他方側とに規制部材１６０が存在するので、比較的簡素な構成で軸方向にバランスの取れた補強ができる。また、上記（１０）の構成によれば、シール部材（可動シール部材１２０）の周方向の剛性も安定して補強できる。
【0082】
（１１）幾つかの実施形態では、上記（４）乃至（１０）の何れかの構成において、規制部材１６０は、付勢部材（ばね１３１）の付勢力に抗して付勢部材（ばね１３１）を径方向外側から押圧する押さえ板１３３であるとよい。
【0083】
上記（１１）の構成によれば、規制部材１６０を押さえ板１３３とは別の部材として新たに設けなくてもよく、押さえ板１３３によって可動シール部材１２０の剛性を確保できる。
【0084】
（１２）本開示の少なくとも一実施形態に係る回転機械は、回転部材としてのチップシュラウド３４と、静止部材としての翼環５２と、上記（１）乃至（１１）の何れかの構成のシール装置１００と、を備える。
【0085】
上記（１２）の構成によれば、回転機械（蒸気タービン１）の起動及び停止時には回転部材（チップシュラウド３４）とシール部材（可動シール部材１２０）との間のシール間隙を確保し易くなり、回転機械（蒸気タービン１）の運転時には作動流体（蒸気Ｓ）の漏れ量を少なくすることができる。
【符号の説明】
【0086】
１ 蒸気タービン
３４ チップシュラウド
５２ 翼環
５２ａ 内周部
１００ シール装置
１２０ 可動シール部材
１２１ 基部
１２１ａ 面
１２１ｂ 面
１２２ シールフィン
１２３ リブ
１２３ａ 端面
１２４ 挿通部
１２５ 切欠き部
１３１ ばね
１４１ 第１リブ
１４２ 第２リブ
１４３ 第１貫通孔
１４４ 第２貫通孔
１４５ 第１凹部
１４６ 第２凹部
１６０ 規制部材
１６３ 第３貫通孔
１６４ 第４貫通孔
１６５ 第１突部
１６６ 第２突部
１９１ ボルト
１９３ 結合ピン
５２１ 溝部
５２２ 開口部
３４ チップシュラウド
５２ 翼環
５２ａ 内周部
１００ シール装置
１２０ 可動シール部材
１２１ 基部
１２１ａ 面
１２１ｂ 面
１２２ シールフィン
１２３ リブ
１２３ａ 端面
１２４ 挿通部
１２５ 切欠き部
１３１ ばね
１４１ 第１リブ
１４２ 第２リブ
１４３ 第１貫通孔
１４４ 第２貫通孔
１４５ 第１凹部
１４６ 第２凹部
１６０ 規制部材
１６３ 第３貫通孔
１６４ 第４貫通孔
１６５ 第１突部
１６６ 第２突部
１９１ ボルト
１９３ 結合ピン
５２１ 溝部
５２２ 開口部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図10】
【図11】