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公開番号2025166908
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-07
出願番号2024071099
出願日2024-04-25
発明の名称シール装置及び回転機械
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類F16J 15/447 20060101AFI20251030BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】フィンと回転軸との隙間から軸方向に向かって排出される流体の圧力を低下させる。
【解決手段】シール装置は、シール軸線を中心として環状に形成され、フィン固定面を有するシールリングと、前記フィン固定面から前記回転軸の外周面に向かって突出する複数のシールフィンと、を備える。前記シールリングは、複数の前記シールフィンが固定されたリング本体と、前記リング本体の端部から前記回転軸の外周面に近づくように突出するリング突出壁と、前記リング本体を前記径方向に貫通するリング貫通孔とを有する。前記リング突出壁は、前記径方向において前記回転軸の外周面と複数の前記シールフィンの先端との隙間の位置と重なる位置を超えて前記回転軸の外周面に近づくように、前記リング本体から前記径方向の内側に延びている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
回転軸の外周面と前記回転軸に対して径方向の外側に配置された静止部材との間をシールするシール装置であって、
シール軸線を中心として環状に形成され、前記回転軸の外周面に対して前記径方向で対向するフィン固定面を有するシールリングと、
前記シール軸線を中心として環状に形成され、前記フィン固定面から前記回転軸の外周面に向かって突出する複数のシールフィンと、を備え、
前記シールリングは、
複数の前記シールフィンが固定されたリング本体と、
前記シール軸線の延びる軸方向における前記リング本体の端部から前記回転軸の外周面に近づくように突出するリング突出壁と、
前記軸方向において、前記シールフィンよりも前記リング突出壁に近い位置に形成されて、前記リング本体を前記径方向に貫通するリング貫通孔とを有し、
前記リング突出壁は、前記径方向において前記回転軸の外周面と複数の前記シールフィンの先端との隙間の位置と重なる位置を超えて前記回転軸の外周面に近づくように、前記リング本体から前記径方向の内側に延びているシール装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記リング突出壁は、前記径方向において前記回転軸の外周面と複数の前記シールフィンの先端との隙間と重なる位置に形成され、前記シール軸線に対して直交する遮蔽面を有する請求項１に記載のシール装置。
【請求項３】
前記リング突出壁は、先端に向かって次第に細くなるように形成されている請求項１又は２に記載のシール装置。
【請求項４】
前記リング貫通孔は、前記径方向における前記回転軸の外周面と前記リング突出壁の先端との隙間よりも大きな開口面積で形成されている請求項１又は２に記載のシール装置。
【請求項５】
前記リング貫通孔は、前記シールリングの周方向に離れて前記リング本体に複数形成されている請求項１又は２に記載のシール装置。
【請求項６】
請求項１又は２に記載のシール装置と、
前記シール装置によって前記外周面との間がシールされた前記回転軸と、
前記シールリングが固定され、前記回転軸を覆う静止部材と、
前記軸方向において前記シール装置と並んで配置されて、前記回転軸を回転可能に支持する軸受装置と、を備え、
前記リング突出壁は、前記軸方向において、複数の前記シールフィンに対して前記軸受装置に近い位置であって、前記径方向において、前記軸受装置と重なる位置に配置されている回転機械。
【請求項７】
前記リング突出壁が、前記軸受装置での前記軸方向において前記リング突出壁と対向する位置の材料よりも、耐熱性が高い材料で形成されている請求項６に記載の回転機械。
【請求項８】
空気を圧縮して圧縮空気を吐出する圧縮機と、
前記圧縮機と同軸上に連結された高圧タービン及び前記高圧タービンと独立して回転可能な低圧タービンを有するタービンと、
前記圧縮機で生成された前記圧縮空気と燃料とによって燃焼ガスを生成し、前記高圧タービンに供給する燃焼器と、を備え、
前記圧縮機は、第一軸線を中心として回転する圧縮機ロータを有し、
前記高圧タービンは、前記第一軸線を中心として回転する高圧タービンロータを有し、
前記低圧タービンは、前記第一軸線を中心として回転する低圧タービンロータを有し、
前記圧縮機ロータ及び前記高圧タービンロータは、前記回転軸である第一ロータを構成し、
前記低圧タービンロータは、前記第一ロータに対して前記軸方向に離れて配置され、前記第一ロータとは独立して回転可能な第二ロータを構成する二軸式のガスタービンである請求項７に記載の回転機械。

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。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
ガスタービンや蒸気タービン等の回転機械には、回転する回転軸（ロータ）と、回転軸を覆う静止部材（ステータ）との間をシールするシール装置が配置されている。シール装置は、回転軸と静止部材との間の空間を、回転軸の軸方向の一方側と他方側とに仕切って封止している。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載されている二軸式のガスタービンでは、複数のフィンを有するシールによって、回転軸と静止部材との間の空間がシールされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００５－３３７０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、複数のフィンを有するようなシール装置では、シール性を確保するために、フィンの先端と回転軸の外周面との隙間が非常に狭くなっている。このようなフィンを有するシール装置が高圧の空間に配置されている場合、複数のフィンと回転軸の外周面との隙間を通過してわずかに漏れ出た流体は、高圧の状態で軸方向に向かって噴射するように排出されてしまう。このようにシール装置から噴射されたジェット噴流は、流体の温度によっては、非常に高温になってしまう。そして、仮にシール装置に対して他の部材が軸方向に並んで配置されていた場合、他の部材が高温高圧のジェット噴流に曝されてしまう。その結果、他の部材に大きな熱応力が発生し、変形してしまう可能性がある。そのため、フィンと回転軸との隙間から軸方向に向かって排出される流体の圧力を低下させることが望まれている。
【０００６】
本開示は、上記要望を解決するためになされたものであって、フィンと回転軸との隙間から軸方向に向かって排出される流体の圧力を低下させることが可能な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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本開示に係るにシール装置は、回転軸の外周面と前記回転軸に対して径方向の外側に配置された静止部材との間をシールするシール装置であって、シール軸線を中心として環状に形成され、前記回転軸の外周面に対して前記径方向で対向するフィン固定面を有するシールリングと、前記シール軸線を中心として環状に形成され、前記フィン固定面から前記回転軸の外周面に向かって突出する複数のシールフィンと、を備え、前記シールリングは、複数の前記シールフィンが固定されたリング本体と、前記シール軸線の延びる軸方向における前記リング本体の端部から前記回転軸の外周面に近づくように突出するリング突出壁と、前記軸方向において、前記シールフィンよりも前記リング突出壁に近い位置に形成されて、前記リング本体を前記径方向に貫通するリング貫通孔とを有し、前記リング突出壁は、前記径方向において前記回転軸の外周面と複数の前記シールフィンの先端との隙間の位置と重なる位置を超えて前記回転軸の外周面に近づくように、前記リング本体から前記径方向の内側に延びている。
【０００８】
また、本開示に係る回転機械は、前記シール装置と、前記シール装置によって前記外周面との間がシールされた回転軸と、前記シールリングが固定され、前記回転軸を覆う静止部材と、前記軸方向において前記シール装置と並んで配置されて、前記回転軸を回転可能に支持する軸受装置と、を備え、前記リング突出壁は、前記軸方向において、複数の前記シールフィンに対して前記軸受装置に近い位置であって、前記径方向において、前記軸受装置と重なる位置に配置されている。
【発明の効果】
【０００９】
本開示のシール装置及び回転機械によれば、フィンと回転軸との隙間から軸方向に向かって排出される流体の圧力を低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本実施形態に係る回転機械を示す模式図である。
本実施形態に係る回転機械においてシール装置及び軸受装置が配置された領域を拡大した要部拡図である。
本実施形態に係るシール装置の周辺を説明する要部拡大図である。
本実施形態に係るシールリングの説明する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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