天然ガスによる発電用ガスタービンは内燃（IC）エンジンの一種で、天然ガスから発生する熱を機械エネルギーに変換します。この変換されたエネルギーは発電機に供給され、家庭用や産業用の電力を生み出します。ガスタービンは航空機、列車、船舶、発電機、ポンプ、ガスコンプレッサ、タンクなど様々な用途で動力源として使用されています。主要なメーカーは3社あり、米国のゼネラル・エレクトリック社、ドイツのシーメンス社、日本の三菱日立パワーシステムズ社です。

Fortune Business Insightsのレポートによると、世界のガスタービン市場は毎年成長しており、2026年には102億3,000万ドルに達する見込みです。発電業界がさらなる効率の向上と排出量の削減を目指す中、シールは不可欠な役割を果たしています。

天然ガスによる発電用ガスタービンは約1450℃（2642°F）の高温に達する可能性があり、タービンの効率向上のためにはそれ相応のシールが必要です。効率的により多くのエネルギーを出力するためにはブレードを高速回転させる必要があります。高効率のガスタービンを実現するためには、厳しい条件に対応する密閉性の高いシールを用いて空気の流れだけでなく燃料の供給もしっかりと密閉することが求められます。効率向上に大きく影響するもう一つの要素としてシールの信頼性が挙げられます。例えば、例え安全装置が備わっている場合でも、燃焼システムのシールに不具合があると燃料が漏れ出して燃焼し、装置が損傷することがあります。修理には数億円規模の費用がかかる場合もあります。

現在、当社オムニシール・ソリューションズのメタルシールは、業界で最も効率的なタービンを含む様々なガスタービンにご使用いただいております。過酷な環境に対応する独自設計のシール・ソリューションにより、高温・高圧条件下にて信頼性を確保しております。

• 幅広い圧力領域に対応 - シール設計により高真空から約700MPaまで

• 幅広い温度領域に対応 - 適切な材質選定により極低温から1010℃まで

• 様々な材質に対応 - カスタマイズ設計により可能に

• 振動、分離、熱膨張に対応 - カスタマイズ設計により可能に

燃焼器とタービンにおけるメタルシールの役割とは？

金属シールは、ガスタービンの3つの主要部品のうち、特に燃焼器とタービンの2つに多くご使用いただいております。

• 燃焼器 – 燃焼器では空気と燃料が混合されて燃焼することでタービンを回すための高温・高圧のガス流体が生成されます。そのため非常に高い圧力と温度が発生する場所でもあります。高圧・高温に対応するために、メタルEシール、スプリング式Cシール、リップシール、独自のシール等を多くご使用いただいております。

• タービン – タービンでは燃焼システムからの高圧高温ガス流を利用してタービンブレードを駆動し、化学エネルギーを機械エネルギーに変換します。セグメント Eシール、Vシール、ターボシール は、タービンのシュラウド部分をシールするために使用されるシールの一つになります。このシールはサイズが異なり、通常、取り付けが容易なように2、4、6セグメントで提供しております。タービンのシュラウドに取り付けることで開いている継ぎ目をシールして漏れる空気の量を制限します。

オムニシール・ソリューションズではシール設計はもちろんのこと、ターゲットとする環境で適切にシール機能を発揮するように社内テストや分析も行っています。

• 当社のスプリングバックが大きいシールを有しており、フランジセパレーションに対応することができ、燃焼器向けに適しています。

• 当社シールのジャケット材質はインコネルを母材にしており、独自の成形プロセスで製造されています。設計されたジャケットとコイルスプリングを複合化することで、燃焼器用途で求められる温度、圧力、たわみ動作を満たす耐疲労性ガスケットを提供します。