[发明专利]密封装置以及旋转机械

说明书

技术领域

本发明涉及密封装置以及旋转机械。

背景技术

在涡轮、压缩机、泵等旋转机械中，通常设置有使来自具有差压的静止侧与旋转侧的间隙的流体的泄漏量降低的密封装置。

作为上述密封装置，大多使用非接触型且可靠性高的密封装置。作为具有代表性的非接触型的密封装置(以下仅称为非接触型密封件)，已知有迷宫形状的密封装置。但是，在具备这种非接触型密封件的旋转机械中，由于因流体的回旋流(以下仅称为涡流)而产生的周向上的非对称压力分布(以下称为压力分布)，所以有时转子中产生自激或强制振动，其中，该流体的回旋流是因转子的旋转而引起的。

对此，提出有如下所述的技术方案(例如参照专利文献1)：通过在作为非接触型密封件的迷宫状的密封装置的入口处设置朝向轴线方向的转向板来抵消向密封装置流入的涡流。

另外，为了缓解密封件内的周向上的压力分布，提出有如下技术方案(例如参照专利文献2)：在密封圈的外周设置环状的腔室，并设置以在周向上隔着间隔的方式将该腔室、和静止体与旋转体之间的间隙(以下称为密封间隙)连通起来的空隙部。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-140944号公报

专利文献2：日本特开2012-102831号公报

发明要解决的课题

然而，作为迷宫形状的密封装置之外的非接触型密封件，从赋予超过在旋转机械内产生的不稳定力的衰减力这一观点出发，有时使用衰减(阻尼)型的密封装置(以下仅称为衰减密封件)。作为衰减密封件，具有袋状的密封装置、蜂窝状的密封装置、孔模状的密封装置等。这些衰减密封件通过在周向和轴线方向上分隔密封旋转体与密封静止体之间的密封间隙，能够降低密封装置内的涡流，并且能够获得较高的衰减力。但是，根据使用条件的不同，因降低后的上述涡流而产生在周向上非对称的压力分布，从而无法获得足够的衰减力、或者较大地改变转子的轴颈轴承的负荷而使转子的振动屈服强度下降。因此，需要较宽地设定密封间隙，来降低上述不良影响。但是，在较宽地设定密封间隙的情况下，存在衰减密封件的泄漏量增大而使旋转机械的性能下降这样的课题。

另外，当向衰减密封件流入的流体本身的涡流较大时，有时衰减密封件的衰减力下降而使旋转机械的动作陷入不稳定状况。在该情况下，为了减少衰减密封件的上游的涡流，一般设置拦截涡流的翅片、或者从径向喷入压力比密封压高的流体。然而，在这些方法中，产生涡流的降低不充分、或者密封差压增大而使密封件泄漏量增大这样的课题。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种密封装置和具备该密封装置的旋转机械，该密封装置能够实现泄漏量的降低、成为轴振动的主要原因的来自在密封间隙中流动的流体的力的降低、以及抑制轴振动的衰减的增加。

解决方案

本发明所涉及的密封装置的第一方式是具备密封旋转体和密封静止体，所述密封静止体配置为与该密封旋转体的外周面在径向上具有间隙，所述密封装置对上述密封旋转体与密封静止体之间的流体的流动进行抑制，其中，所述密封静止体在与所述密封旋转体的外周面对置的内侧面上具有多个孔部，并且在所述内侧面的周向上具备槽部，所述密封旋转体具备朝向所述槽部突出的第一凸部。

通过这样构成，当流体从高压侧朝向低压侧在密封静止体与密封旋转体的间隙中流动时，通过第一凸部和槽部较大地扰乱了流体的流动。由于该扰乱成为相对于流体的流动较大的阻力，所以流体从高压侧向低压侧的泄漏量比不设置槽部、第一凸部的密封体的泄漏量少，衰减也增大。另外，通过由密封旋转体侧的第一凸部和密封静止体侧的槽部引起的流动的扰乱，还能够增大抑制密封静止体的多个孔部中的涡流的效果。因此，能够降低由涡流产生的周向上的压力的不均匀，并能够降低由该压力分布引起的轴振动量。

本发明所涉及的密封装置的第二方式中，上述第一方式的密封装置中的槽部也可以在轴线方向两侧的壁面中的至少一方具备扰乱流体的流动的凹凸部。

通过在槽部的壁面上形成的凹凸部，能够扰乱流体的流动并且拦截流体的涡流的一部分，所以能够进一步降低由涡流产生的周向上的压力的不均匀。

本发明所涉及的密封装置的第三方式中，也可以通过使所述槽部横切孔部，由所述孔部的一部分形成上述第一方式或第二方式的密封装置中的所述凹凸部。

通过以横切孔部的方式形成槽部而能够形成凹凸部，所以与通过切削等在槽部的壁面上形成凹凸的情况相比，能够容易地形成凹凸部。