| 【発明の名称】 |
タービンブラシを正確に半径方向に配置するための装置と方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】ノーマン・アーノルド・ターンキスト
【氏名】フレデリック・ジョージ・ベイリー
【氏名】ローレンス・エドワード・レンツ
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| 【要約】 |
【課題】タービンブラシを正確に半径方向に配置するための装置と方法の提供。
【解決手段】ロータＲの方向に開口しロータＲから離れて向かい合う内側レッジ３６を画定するスロット３０を有するラビリンスシールセグメント１８と、スロット３０に挿入され、ロータＲに面する外側肩部３６を持ち、ラビリンスシールセグメント１８の内側レッジ３６上に横たわるブラシシールセグメント２８とを含む。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 タービンロータ（Ｒ）に対してタービンブラシシール（１２）を正確に配置する装置（１０）であって、タービンロータ（Ｒ）の方向に開口し、前記ロータ（Ｒ）から離れて向かい合う内側レッジ（３６）を画定するスロット（３０）を有するメインシールセグメント（１８）と、前記ロータ（Ｒ）に面する外側肩部（３８）、及び前記メインシールセグメント（１８）の前記スロット（３０）よりも断面寸法が小さい部分（２８Ａ）を有するブラシシールセグメント（２８）とを含み、前記ブラシシールセグメント（２８）の前記スロット（３０）への挿入が可能であり、前記ブラシシールセグメント（２８）の前記肩部（３８）が前記メインシールセグメント（１８）の前記内側レッジ（３６）上に横たわり、前記ブラシシールセグメント（２８）が前記メインシールセグメント（２８）と前記ロータ（Ｒ）に対して半径方向に移動可能であり、前記ブラシシールセグメント（２８）の前記肩部（３８）が前記メインシールセグメント（１８）の前記内側レッジ（３６）の方向又は反対方向に移動可能であり、さらに、前記ブラシシールセグメント（２８）を前記ロータ（Ｒ）の方向に押し付けるための手段（３０）を含み、前記ブラシシールセグメント（２８）の前記肩部（３８）上の間隔を置いた位置を前記メインシールセグメント（１８）の前記レッジ（３６）上の間隔を置いた位置に接しさせ、前記ブラシシールセグメント（２８）の前記肩部（３８）を前記メインシールセグメント（１８）の前記レッジ（３６）に実質的に係合するように位置させ保持し、その結果前記メインシールセグメント（１８）と前記ロータ（Ｒ）に対する前記ブラシシールセグメントの半径方向の浮き上がりを防止することを特徴とする装置（１０）。
【請求項２】 前記メインシールセグメント（１８）がラビリンスシールセグメントであることを特徴とする請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項３】 前記メインシールセグメント（１８）が前記ロータ（Ｒ）の周りに前記メインシールセグメント（１８）を配置するために弓形状であり、前記ロータ（Ｒ）から離れて向かい合う外周縁部（４０）、前記外周縁部（４０）から半径方向内方に間隔を置き、前記ロータ（Ｒ）に面する内周縁部（４２）、及び前記メインシールセグメント（１８）内でその前記外周縁部と内周縁部（４０、４２）の間に画定されるスロット（３０）を有し、前記スロット（３０）は前記外周縁部（４２）において開口し前記ロータ（Ｒ）から離れる方向に前記外周縁部（４０）に向って延びる半径方向部分（３０Ａ）と前記外周縁部と内周縁部（４０、４２）から間隔を置いており、前記ロータ（Ｒ）に沿って前記スロット（３０）の前記半径方向部分（３０Ａ）の１側と交叉する関係で一体になっており、前記ロータ（Ｒ）から離れて向かい合う前記メインシールセグメント（１８）内の前記内側レッジ（３６）を画定する軸方向部分（３０Ｂ）とを有することを特徴とする請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項４】 前記ブラシシールセグメント（２８）は前記弓形状のメインシールセグメント（１８）に適合するために弓形状であり、半径方向部分（２８Ｂ）と前記半径方向部分（２８Ｂ）の１側と交叉する関係で結合し一体になっており、前記ブラシシールセグメント（２８）上に前記ロータ（Ｒ）に面する前記外側肩部（３８）を画定する軸方向部分（２８Ｃ）を有し、前記ブラシシールセグメント（２８）の前記半径方向及び軸方向部分（２８Ｂ、２８Ｃ）が前記メインシールセグメント（１８）の前記スロット（３０）の前記半径方向及び軸方向部分（３０Ａ、３０Ｂ）に対し摺動可能に嵌合するように形、寸法がともに適合し、前記ブラシシールセグメント（２８）は前記ラビリンスシールセグメント（１８）と前記ロータ（Ｒ）に対して半径方向に移動可能であり、前記ブラシシールセグメント（３８）の前記肩部（３８）は前記メインシールセグメント（１８）の前記内側レッジ（３６）上に横たわり、前記内側レッジ（３６）の方向又は反対方向に移動可能であることを特徴とする請求項３に記載の装置（１０）。
【請求項５】 前記ブラシシールセグメント（２８）を前記ロータ（Ｒ）の方向に押し付けるための前記手段（３０）が、前記メインシールセグメント（１８）上の間隔を置いた位置において前記メインシールセグメント（１８）を貫通し前記スロット（３０）まで延びる少なくとも２つのねじ孔（４４）を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項６】 前記ブラシシールセグメント（２８）を前記ロータ（Ｒ）の方向に押し付けるための前記手段（３０）がさらに、各々が前記メインシールセグメント（１８）の前記ねじ孔（４４）のうちの１つにそれぞれ固く締められ、前記メインシールセグメント（１８）上の間隔を置いた位置において前記ブラシシールセグメント（２８）に接する少なくとも２つのねじ（４６）を含み、前記ブラシシールセグメント（２８）の前記肩部（３８）を前記メインシールセグメント（１８）の前記レッジ（３６）と実質的に係合するように位置させ保持することを特徴とする請求項５記載の装置（１０）。
【請求項７】 タービンロータ（Ｒ）に対してタービンブラシシール（１２）を正確に配置するための装置（１０）であって、タービンロータ（Ｒ）の周りに配置するために弓形状をしたラビリンスシールセグメント（１８）を含み、前記ラビリンスシールセグメント（１８）は前記ロータ（Ｒ）から離れて向かい合う外周縁部（４０）、前記外周縁部（４０）から半径方向内方に間隔を置き、前記ロータ（Ｒ）に面する内周縁部（４２）、及び前記ラビリンスシールセグメント（１８）内でその前記外周縁部と内周縁部（４０、４２）の間に画定され、前記外周縁部（４２）において開口し前記ロータ（Ｒ）から離れる方向に前記外周縁部（４０）に向って延びる半径方向部分（３０Ａ）と前記外周縁部と内周縁部（４０、４２）から間隔を置いており、前記ロータ（Ｒ）に沿ってスロット（３０）の前記半径方向部分（３０Ａ）の１側と交叉する関係で一体になっており、前記ロータ（Ｒ）から離れて向かい合う前記ラビリンスシールセグメント（１８）内の弓形状の内側レッジ（３６）を画定する軸方向部分（３０Ｂ）とを有するスロット（３０）を有し、また、前記ラビリンスシールセグメント（１８）はその前記外周縁部（４０）からそれを貫通して前記スロット（３０）の前記軸方向部分（３０Ａ）まで延び、前記ラビリンスシールセグメント（１８）の弓形状長さに沿って互いに間隔を置いて位置する少なくとも２つのねじ孔（４４）を有し、また、前記ラビリンスシールセグメント（１８）に適合するために弓形状をしたブラシシールセグメント（２８）を含み、前記ブラシシールセグメント（２８）は半径方向部分（２８Ｂ）と前記半径方向部分（２８Ｂ）の１側と交叉する関係で結合し一体になっており、前記ブラシシールセグメント（２８）上に前記ロータ（Ｒ）に面する弓形状をした外側肩部（３８）を画定する軸方向部分（２８Ｃ）を有し、前記ブラシシールセグメント（２８）は前記ブラシシールセグメント（２８）の前記半径方向及び軸方向部分（２８Ｂ、２８Ｃ）が前記ラビリンスシールセグメント（１８）の前記スロット（３０）の前記半径方向及び軸方向部分（３０Ａ、３０Ｂ）に摺動可能に嵌合するように前記ラビリンスシールセグメント（１８）の前記スロット（３０）より断面寸法が小さい部分（２８Ａ）を有し、前記ブラシシールセグメント（２８）は前記ラビリンスシールセグメント（１８）と前記ロータ（Ｒ）に対して半径方向に移動可能であり、前記ブラシシールセグメント（３８）の前記肩部（３８）は前記メインシールセグメント（１８）の前記内側レッジ（３６）上に横たわり、前記内側レッジ（３６）の方向又は反対方向に移動可能であり、さらに、各々が前記ラビリンスシールセグメント（１８）の前記ねじ孔（４４）のうちの１つに固く締められ、前記ブラシシールセグメント（２８）を前記ロータ（Ｒ）の方向に押し付ける少なくとも２つのねじ（４６）を含み、前記ねじ（４６）は前記ブラシシールセグメント（２８）上の間隔を置いた位置で接し、前記ブラシシールセグメント（２８）の前記肩部（３８）を前記ラビリンスシールセグメント（１８）の前記レッジ（３６）と実質的に係合させ保持し、前記ラビリンスシールセグメント（１８）と前記ロータ（Ｒ）に対する前記ブラシシールセグメント（２８）の半径方向への浮き上がりを防止することを特徴とする装置（１０）。
【請求項８】 タービンロータ（Ｒ）に対してタービンブラシシール（１２）を正しく配置するための方法であって、タービンロータ（Ｒ）の方向に開口するスロット（３０）を有し、前記ロータ（Ｒ）から離れて向かい合う内側レッジ（３８）を画定するメインシールセグメント（１８）を準備する段階と、前記ロータ（Ｒ）に面した外側肩部（３８）とブラシシールセグメントが前記メインシールセグメント（１８）の前記スロット（３０）に摺動可能に嵌合できるように、前記メインシールセグメント（１８）の前記スロット（３０）よりも断面寸法が小さい部分（２８Ａ）を持つブラシシールセグメント（２８）を準備する段階と、前記ブラシシールセグメント（２８）が前記メインシールセグメント（１８）とロータ（Ｒ）に対して半径方向に移動可能であり、前記ブラシシールセグメント（２８）の前記肩部（３８）が前記メインシールセグメントの前記内側レッジ（３６）の上に横たわり、前記内側レッジの方向又は反対方向に移動可能であるように、前記ブラシシールセグメント（２８）を前記メインシールセグメント（１８）の前記スロット（３０）に摺動可能に挿入する段階と、前記メインシールセグメント（１８）の前記レッジ（３６）上の間隔を置いた位置と接し、前記ブラシシールセグメント（２８）の前記肩部（３８）を前記メインシールセグメント（１８）の前記レッジ（３６）と実質的に係合するように位置させ保持し、前記メインシールセグメント（１８）と前記ロータ（Ｒ）に対する前記ブラシシールセグメント（２８）の半径方向の浮き上がりを防止するように、前記ブラシシールセグメント（２８）の前記肩部（３８）上の間隔を置いた位置で前記ブラシシールセグメント（２８）を前記ロータ（Ｒ）の方向に押し付ける段階とを含むことを特徴とする方法。
【請求項９】 前記メインシールセグメント（１８）がラビリンスシールセグメント（１８）であることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】 前記メインシールセグメント（１８）が前記ロータ（Ｒ）の周りに前記メインシールセグメント（１８）を配置するための弓形状、前記ロータ（Ｒ）から離れて向かい合う外周縁部（４０）、前記外周縁部（４０）から半径方向内方に間隔を置き、前記ロータ（Ｒ）に面する内周縁部（４２）、及び前記メインシールセグメント（１８）内でその前記外周縁部と内周縁部（４０、４２）の間に画定されるスロット（３０）を備え、前記スロット（３０）は前記内周縁部（４０）において開口し前記ロータ（Ｒ）から離れる方向に前記外周縁部（４０）に向って延びる半径方向部分（３０Ａ）と前記外周縁部と内周縁部（４０、４２）から間隔を置いており、前記ロータ（Ｒ）に沿って前記スロット（３０）の前記半径方向部分（３０Ａ）の１側と交叉する関係で一体になっており、前記ロータ（Ｒ）から離れて向かい合う前記メインシールセグメント（１８）内の前記内側レッジ（３６）を画定する軸方向部分（３０Ｂ）とを有することを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１１】 前記ブラシシールセグメント（２８）は前記弓形状のメインシールセグメント（１８）に適合するための弓形状、半径方向部分（２８Ｂ）と前記半径方向部分（２８Ｂ）の１側と交叉する関係で結合し一体になっており、前記ブラシシールセグメント（２８）上に前記ロータ（Ｒ）に面する前記外側肩部（３８）を画定する軸方向部分（２８Ｃ）を備え、前記ブラシシールセグメント（２８）の前記半径方向及び軸方向部分（２８Ｂ、２８Ｃ）が前記メインシールセグメント（１８）の前記スロット（３０）の前記半径方向及び軸方向部分（３０Ａ、３０Ｂ）に対し摺動可能に嵌合するように形、寸法がともに適合し、前記ブラシシールセグメント（２８）は前記ラビリンスシールセグメント（１８）と前記ロータ（Ｒ）に対して半径方向に移動可能であり、前記ブラシシールセグメント（３８）の前記肩部（３８）は前記メインシールセグメント（１８）の前記内側レッジ（３６）上に横たわり、前記内側レッジ（３６）の方向又は反対方向に移動可能であることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１２】 前記メインシールセグメント（１８）上の間隔を置いた位置で前記メインシールセグメント（１８）を貫通して前記スロット（３０）まで延びる少なくとも２つのねじ孔（４４）を設ける段階、及び各々が前記メインシールセグメント（１８）の前記ねじ孔（４４）のうちの１つに固く締められ、前記ブラシシールセグメント（２８）上の間隔を置いた位置に接する少なくとも２つのねじ（４６）を設ける段階とにより、前記ブラシシールセグメント（２８）が前記ロータ（Ｒ）に押し付けられ、前記ブラシシールセグメント（２８）の前記肩部（３８）を前記メインシールセグメント（１８）の前記レッジ（３６）と実質的に係合するように位置させ保持することを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１３】 タービンロータ（Ｒ）に対してタービンブラシシール（１２）を正しく配置するための方法であって、前記ロータ（Ｒ）の周りに配置するための弓形状、前記ロータ（Ｒ）から離れて向かい合う外周縁部（４０）、前記外周縁部（４０）から半径方向内方に間隔を置き、前記ロータ（Ｒ）に面する内周縁部（４２）、及び前記ラビリンスシールセグメント（１８）内でその前記外周縁部と内周縁部（４０、４２）の間に画定されるスロット（３０）を備え、前記スロット（３０）は前記内周縁部（４０）において開口し前記ロータ（Ｒ）から離れる方向に前記外周縁部（４０）に向って延びる半径方向部分（３０Ａ）と前記外周縁部と内周縁部（４０、４２）から間隔を置いており、前記ロータ（Ｒ）に沿って前記スロット（３０）の前記半径方向部分（３０Ａ）の１側と交叉する関係で一体になっており、前記ロータ（Ｒ）から離れて向かい合う前記ラビリンスシールセグメント（１８）内の環状の内側レッジ（３６）を画定する軸方向部分（３０Ｂ）とを備えるラビリンスシールセグメント（１８）を準備する段階と、前記弓形状のラビリンスシールセグメント（１８）に適合するための弓形状、半径方向部分（２８Ｂ）と前記半径方向部分（２８Ｂ）の１側と交叉する関係で結合し一体になっており、前記ブラシシールセグメント（２８）上に前記ロータ（Ｒ）に面する環状の外側肩部（３８）を画定する軸方向部分（２８Ｃ）を備え、前記ブラシシールセグメント（２８）の前記半径方向及び軸方向部分（２８Ｂ、２８Ｃ）が前記メインシールセグメント（１８）の前記スロット（３０）の前記半径方向及び軸方向部分（３０Ａ、３０Ｂ）に対し摺動可能に嵌合するように形、寸法がともに適合し、前記ブラシシールセグメント（２８）は前記ラビリンスシールセグメント（１８）と前記ロータ（Ｒ）に対して半径方向に移動可能であり、前記ブラシシールセグメント（３８）の前記肩部（３８）は前記メインシールセグメント（１８）の前記内側レッジ（３６）上に横たわり、前記内側レッジ（３６）の方向又は反対方向に移動可能であるブラシシールセグメント（２８）を準備する段階と、前記ブラシシールセグメント（２８）の前記半径方向部分（２８Ｂ）が前記ラビリンスシールセグメント（１８）の前記スロット（３０）の前記半径方向部分（３０Ａ）に嵌合し、前記ブラシシールセグメント（２８）の前記軸方向部分（２８C）が前記ラビリンスシールセグメント（１８）の前記スロット（３０）の軸方向部分（３０Ｂ）内部に嵌合するように前記ブラシシールセグメント（２８）を前記ラビリンスシールセグメント（１８）の前記スロット（３０）に摺動可能に挿入する段階と、前記ラビリンスシールセグメント（１８）を貫通し、その前記外周縁部（４０）から前記スロット（３０）の前記軸方向部分（３０Ｂ）まで延び、前記ラビリンスシールセグメント（１８）の弓形状長さに沿って互いに間隔を置いている少なくとも２つのねじ孔（４４）を設ける段階と、前記ブラシシールセグメント（２８）の前記肩部（３８）を前記ラビリンスシールセグメント（１８）の前記レッジ（３６）と実質的に係合させ保持し、前記ラビリンスシールセグメント（１８）と前記ロータ（Ｒ）に対する前記ブラシシールセグメント（２８）の半径方向の浮き上がりを防止するように、前記ラビリンスシールセグメント（１８）の前記２つのねじ孔（４４）の各々に、そして前記ブラシシールセグメント（２８）上の間隔を置いた位置と接して、ねじ（４６）をねじ留めする段階とを含むことを特徴とする方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は概してスチーム及びガスタービンような回転機械のブラシシールに関し、より具体的には機械のロータに対して望ましい位置にブラシシールを正確に半径方向に配置するための装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】発電や機械的な駆動の用途のために使用されるスチーム及びガスタービンのような回転機械は、概して多数のタービン段を持つ大型の機械である。タービン内では、タービン段の中を流れる高圧流体が一連の静止及び回転要素を通過しなければならず、シールは一般的に流体の漏洩を最小限にするために静止及び回転要素の間で使用される。タービンの効率は、シールの流体の漏洩を防ぐ能力次第である。
【０００３】伝統的に、タービン内で流体の漏洩を制御するのに用いられるシールのうちの１つは、鋭く堅い歯を持つラビリンスシールである。ラビリンスシールが非常に信頼性があると証明されているにもかかわらず、その性能は時間の経過とともに低下する。このことは静止要素と回転要素が相互に半径方向に移動し、したがって互いに干渉し、ラビリンスシールの歯に摩擦を起こすという一時的な出来事の結果として起こり、静止要素と回転要素の間隔を広げ漏洩を増大させる。
【０００４】漏洩の制御を改善するために、ラビリンスシールと組み合わせて使用されるシールの他のタイプはブラシシールである。ブラシシールは、柔軟性があり静止要素と回転要素間の相対的な半径方向の移動に対してよりよく適応するシール剛毛を有するため、概してラビリンスシールよりも漏洩が少ない。ブラシシールはまた一般的に、ラビリンスシールよりも不均一な表面によりよく適合する。このようなブラシ及びラビリンスシール装置の組み合わせは、本発明の出願人であるゼネラルエレクトリックカンパニーに譲渡された、スキナー（Ｓｋｉｎｎｅｒ）他に許可された米国特許第５，７４９，５８４号とＧＥＣアルソンリミテッドに譲渡されたヘムズリー（Ｈｅｍｓｌｅｙ）他の英国特許出願第２，３０１，６３５号に記載されている。
【０００５】ブラシ及びラビリンスシール装置の組み合わせにおいて、ロータの回転運動に悪影響を及ぼすことなく最適性能を得るためには、ロータに対するブラシシールの半径方向の正確な位置決めを達成しなければならない。現在の組み合わせ方法においては、ブラシシールを受け入れるためにスロットがラビリンスシールに設けられる。スロットの断面寸法は、ブラシシールのラビリンスシールへの取り付けを容易にするために、スロットに受け入れられるブラシシール部分の断面寸法より大きい。スロットのより大きい断面寸法により、ブラシシールとラビリンスシールの間に十分な半径方向の間隙が存在することになり、ブラシシールがスロット内で半径方向に浮き上がることを許し、そのことがブラシシールをロータに正しく位置合わせすることを困難にする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】現在の方法では、シールの半径方向位置がその弧の全長にわたって何千分の１インチ単位で変わる可能性がある。これらの変動は、望ましいシールの性能を低下させる可能性がある。従って、正しい取付け位置でいかなる新たな問題を生じさせることなく、前述の問題の効果的な解決方法をもたらす革新が求められている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記の要望を満たすように造られたタービンブラシを正確に半径方向に配置するための装置及び方法を提供する。本発明の装置及び方法は、ロータに対して望ましい位置にあるブラシシールを提供し、シール性能が向上する。ラビリンスシールに対してブラシシールを組入れる現在の方法は、ラビリンスシールのスロット内でブラシシールが浮き上がることができないこと以外は、概してそのままである。その代わりに、ブラシシールがラビリンスシールのスロットに挿入され、ラビリンスシールに対して円周方向に位置決めされると、次にセットねじを用いてブラシシールをラビリンスシールに対して望ましい半径方向位置に押し付ける。この一見すると簡単な装置の追加要素と方法の追加の工程が、ラビリンスシールに対するブラシシールの円周方向及び半径方向の位置を全体的に制御することを可能にする。
【０００８】本発明の１つの実施形態では、ラビリンスシールなどのメインシール及びタービンロータに対してタービンブラシシールを正確に半径方向に位置決めするための装置及び方法が提供される。この装置及び方法は、メインシールセグメントとブラシシールセグメントを用いる。メインシールセグメントは、ロータ方向に開口し、ロータより離れて向かい合う内側レッジを画定するするスロットを持つ。ブラシシールセグメントは、ロータに面する外側肩部と、断面寸法がスロットより小さくスロットへのブラシシールセグメントの挿入が可能である部分とを持ち、スロット内でブラシシールセグメントの肩部がメインシールセグメントの内側レッジの上に横たわり、ブラシシールセグメントがメインシールセグメント及びロータに対して半径方向に移動可能であり、ブラシシールセグメントの肩部がメインシールセグメントの内側レッジの方向及び反対方向に移動可能である。この装置及び方法はさらに、ブラシシールセグメントの肩部上の間隔を置いた位置がメインシールセグメントのレッジ上の間隔を置いた位置に接するようにブラシシールセグメントをロータの方向へ押し付けるための手段を用いており、そうすることによってブラシシールセグメントの肩部をメインシールセグメントのレッジと実質的に係合させて位置させ保持し、メインシールセグメントとロータに対してのブラシシールの半径方向への浮き上がりを防いでいる。
【０００９】メインシールセグメントは、ロータの周りにメインシールセグメントを配置するためのアーチ型部、ロータから離れて向かい合う外周縁部、外周縁部より半径方向内方に間隔を置き、ロータに面する内周縁部、及びメインシールセグメント内でその外周縁部と内周縁部の間に画定されるスロットを有する。スロットは、内周縁部において開口し、ロータから離れる方向に外延縁部に向って延びる半径方向部分と、外周及び内周縁部から間隔を置いており、ロータに沿って半径方向部分の１側と交叉する関係で一体になっており、ロータと離れて向かい合うメインシールセグメント内の内側レッジを画定する軸方向部分を持つ。ブラシシールセグメントは弓形状のメインシールセグメントと適合するために弓形状であり、半径方向部分、及び半径方向部分の１側と交叉する関係で結合し一体になった軸方向部分を持ち、ロータに面するブラシシールセグメント上の外側肩部を画定し、その結果、ブラシシールセグメントの半径方向及び軸方向部分はメインシールセグメントのスロットの半径方向及び軸方向部分と摺効可能に嵌合するように形が適合し、ブラシシールセグメントはメインシールセグメントとロータに対して半径方向に移動可能であり、ブラシシールセグメントの肩部はメインシールセグメントの内側レッジ上に横たわり、内側レッジの方向及び反対方向に移動可能である。ブラシシールセグメントをロータ方向に押し付ける手段は、メインシールセグメント上の間隔を置いた位置においてメインシールセグメントを貫通してスロットまで延びる少なくとも２つのねじ孔、及び各々がメインシールセグメントのねじ孔の１つに固く締められ、ブラシシールセグメント上の間隔を置いた位置に接し、ブラシシールセグメントの肩部をメインシールセグメントのレッジと実質的に係合するように位置させ保持する少なくとも２つのねじを含む。
【００１０】
【発明の実施の形態】図面の図１から図３を見ると、ラビリンスシールなどの環状のメインシール１４に対して、またタービンシャフト又はロータRに対して、環状のブラシシール１２を正確に位置決めするための、全体を１０で表す本発明のシール装置が図示されている。環状ラビリンスシール１４はタービンハウジングＨ内に取り付けられ、タービンハウジングＨ内に従来の手段（図示せず）により支持されるロータＲの周りに延びる。ラビリンスシール１４は回転ロータＲと固定ハウジングHの間に配置され、ロータＲの周りに配置されリング１６の軸方向の両側で高圧及び低圧の区域を分けるシールリング１６を含む。たった１つのシールリング１６が記載されるているが、複数段のラビリンスシールがロータＲの周りに設けられることが解るであろう。
【００１１】各シールリング１６は、シールフェイス２０及び複数の軸方向に突出し軸方向に間隔を置いた歯２２を有する複数の弓形メインシールセグメント１８からなる環状配列により構成される。１つの例では、歯２２は、ロータＲ上の半径方向突出部或いはリブ２４及び溝２６と近接した間隙を持つように、高低形状（ｈｉーｌｏデザイン）になっている。ラビリンスシール１４は、シール１６の両側における高圧区域から低圧区域への流体の流れに対する比較的多数の障壁、すなわち歯２２、を設置することにより機能し、このとき各障壁は流体を曲がりくねった経路へ強引に流す。
【００１２】環状ブラシシール１２は、改良部品又は独自部品としてラビリンスシール内に組み込まれる複数の弓形のブラシシールセグメント２８の配列で構成される。ラビリンスシール１４の１つ又はそれ以上の歯２２は取り外され、ブラシシール１２と交換される。図３のように、中心に配置されたラビリンスシール歯２２は取り外され、スロット３０がその位置のシールリング１６に形成され、このスロット３０にブラシシールセグメント２８を受け入れる。ブラシシール１２を構成する各ブラシシールセグメント２８は、ロータＲの周面でロータＲと接触する複数の剛毛３２を持つ。
【００１３】図３では、本発明の装置１０は基本的にブラシシールセグメント２８、メインシールセグメント１８、及びブラシシールセグメント２８をロータＲの方向に押し付けるための手段３４を含む。メインシールセグメント１８はロータＲの方向に開口し、ロータＲと離れて向かい合う内側レッジ３６を画定するスロット３０を持つ。ブラシシールセグメント２８はロータＲに面する外側肩部３８を画定し、断面寸法がスロット３０よりも小さい部分２８Ａを持ち、ブラシシールセグメント２８の部分２８Ａをスロット３０へ挿入することが可能であり、そのときブラシシールセグメント２８の外側肩部３８はメインシールセグメント１８の内側レッジ３６の上にあり、ブラシシールセグメント２８はメインシールセグメント１８とロータＲに対して半径方向に移動可能であり、ブラシシールセグメント２８の外側肩部３８はメインシールセグメント１８の内側レッジ３６方向、及び反対方向に移動可能である。ブラシシールセグメント２８をロータＲの方向に押し付ける手段３４により、ブラシシールセグメント２８の肩部３８はその少なくとも２つの間隔を置いた位置３８Ａ、３８Ｂにおいて、メインシールセグメント１８のレッジ３６上の少なくとも２つの間隔を置いた位置３６Ａ、３６Ｂと接し、ブラシシールセグメント２８の肩部３８がメインシールセグメント１８のレッジ３６に実質的に係合するように位置させ保持し、その結果メインシールセグメント１８とロータＲに対するブラシシールセグメント２８の半径方向の浮き上がりを防止する。
【００１４】より具体的には、メインシールセグメント１８は、メインシールセグメント１８をロータＲの曲面に沿って配置させるために弓形状であり、ロータＲに離れて向かい合う外周縁部４０、外周縁部４０から半径方向内方に間隔を置き、ロータＲに面する内周縁部４２、及びメインシールセグメント１８内でその内側と外側周縁部４０、４２の間に画定されるスロット３０を有する。スロット３０は半径方向部分３０Ａ及び軸方向部分３０Ｂを持つ。半径方向部分３０Ａはメインシールセグメント１８の内周縁部４２において開口し、ロータRから離れる方向に外周縁部４０に向かって延びる。軸方向部分３０Ｂはメインシールセグメント１８の内周縁部、外周縁部４０、４２から間隔を置いており、ロータRに沿って半径方向部分３０Ａの１側と交叉する関係で一体になっており、ロータRと離れて向かい合うメインシールセグメント１８内の内側レッジ３８を画定する。ブラシシールセグメント２８は弓形状のメインシールセグメントに適合するために弓形状であり、半径方向部分２８Ｂと軸方向部分２８Ｃを有する。軸方向部分２８Ｃは、半径方向部分２８Bの１側と交叉する関係で結合し一体になっており、ブラシシールセグメント２８上にロータＲに面する外側肩部３６を画定し、その結果ブラシシールセグメント２８の半径方向及び軸方向部分２８Ｂ、２８Ｃはメインシールセグメント１８のスロット３０の半径方向及び軸方向部分３０Ａ、３０Ｂと摺動可能に嵌合するように形が適合し、ブラシシールセグメント２８はメインシールセグメント１８とロータＲに対して半径方向に移動可能であり、ブラシシールセグメント２８上の肩部３６はメインシールセグメント１８の内側レッジ３８上にに横たわり、内側レッジ３８の方向、及び反対方向に移動可能である。
【００１５】ブラシシールセグメント２８をロータＲの方向に押し付ける手段３４は、少なくとも２つのねじ孔４４、及び少なくとも２つの固定ねじ４６を含む。２つのねじ孔は、メインシールセグメント１８の両端１８Ａに隣接するメインシールセグメント１８上の間隔を置いた位置においてメインシールセグメント１８を貫通しスロット３０まで延びる。２つの固定ねじ４６の各々は、メインシールセグメント１８のねじ孔４４の１つに固く締められ、ブラシシールセグメント２８の軸方向部分２８Ｃ上の間隔を置いた位置に接し、ブラシシールセグメント２８の肩部３６がメインシールセグメント１８のレッジ３８と実質的に係合するように位置させ保持する。固定ねじ４６をメインシールセグメント１８の各端部１８Ａに取付けることにより、ブラシシールセグメント２８が両端２８Ａの１方で内側レッジ３８、また両端２８Ａのもう１方でレッジ３８と向かい合うスロット３０の上部内側表面３０Ｃと確実に接しないようになる。必要に応じ、その湾曲がラビリンスシールの湾曲と一致していない可能性があるブラシシールセグメント上の内側レッジ３８との接触をより確実にするために第３の固定ねじ（図示せず）をセグメントの中間位置に用いることができる。
【００１６】注目すべきは、必要に応じ、シム（図示せず）をメインシールセグメント１８のレッジ３８（例えば３８ａや３８ｂに）とブラシシールセグメント２８の肩部３６（例えば３６ａや３６ｂに）の間に半径方向に配置し、剛毛３２の正確な半径方向の位置決めのために剛毛３２の先端（すなわち自由端）をロータから離れる方向に引き上げることができることである。
【００１７】本発明とその利点は前記説明により理解されるであろうし、また本発明の技術思想及び技術的範囲から外れることなく、或いは上記の構成は単に好ましい、又は例示的な本発明の実施形態にすぎず、その本質的な利点の全てを犠牲にすることなく、それらに対して多様な変更をなし得ることは明らかである。
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| 【出願人】 |
【識別番号】３９００４１５４２
【氏名又は名称】ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
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| 【出願日】 |
平成１２年１０月３日（２０００．１０．３） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９３９０８
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 研一
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１７３７９６（Ｐ２００１−１７３７９６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年６月２６日（２００１．６．２６） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−３０３１８７（Ｐ２０００−３０３１８７） |
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