[发明专利]涡轮机

说明书

技术领域

本发明涉及涡轮机，尤其涉及汽轮机等高速、高压涡轮机。

背景技术

在汽轮机等的涡轮机中，为了防止工作流体从容纳转子的壳体沿转子泄漏，在转子与壳体之间设置迷宫式密封件的情况较多。

迷宫式密封件一般沿转子的轴向具有多个密封翅片，在这些翅片与翅片之间以沿转子外周的方式形成有压损用空隙。

迷宫式密封件利用该压损用空隙，使在密封件内流下的泄漏流产生压力损失，通过该压力损失抑制泄漏流，由此发挥密封功能。

在这种迷宫式密封件中，有可能由于在密封件内流下的泄漏流而产生转子的不稳定振动。具体而言，迷宫式密封件内的泄漏流由于转子的旋转引起的随动回转效果，伴随与转子的旋转相同方向的旋转方向流。该旋转方向流相对于因振动而轴心位置位移的转子、即振动位移的转子，在旋转方向上游侧形成高压部而发生非对称压力分布。虽然转子的旋转速度越快旋转方向流的流速越大，但上述压力分布相对于转子的振动位移以对应于流速的强度发生直角方向的流体力。

因此，在汽轮机等的高压涡轮机中，在高速旋转时相对于转子的振动位移向直角方向发挥作用的流体力以转子沿旋转方向振摆回转的方式起作用。其结果，转子的振动稳定性降低而有可能发生不稳定振动。

与这种迷宫式密封件相关的转子的不稳定振动问题，能够通过抑制相对于转子的振动位移向直角方向发挥作用的流体力而消除。作为消除流体力的技术，已知例如专利文献1及2公开的技术。

在专利文献1的密封件形状中，将衰减效果大的减振密封件配置于泄漏流方向上游侧，在下游侧配置迷宫式密封件。通过减振密封件的衰减效果与抑制旋转方向流的效果，从而减小相对于转子的振动位移向直角方向发挥作用的流体力。

在专利文献2的迷宫式密封件中，在密封环设置连通高压侧即泄漏流上游侧的密封外侧区域与腔室的蒸汽通路。利用蒸汽通路将高压的蒸汽抽至腔室，使抽气蒸汽与旋转方向流相撞而抑制由流体力引起的旋转方向流。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2010-38114号公报

专利文献2：日本特开平7-19005号公报

在上述专利文献1公开的密封件结构中，由于配置于上游侧的减振密封件比迷宫式密封件密封性差，因此牵连到涡轮机的效率降低。

而且，在上述的专利文献2公开的结构中，虽然能够有效地抑制旋转方向流，但另一方面，由于抽出的蒸汽而使朝向下游侧的泄漏量增加，有可能降低密封性。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种涡轮机，其具备迷宫式密封装置，该迷宫式密封装置能够抑制发生在密封件内沿振摆旋转方向发挥作用的流体力，抑制转子的不稳定振动，并且能够确保密封性。

为了实现上述目的，本发明的涡轮机的特征在于，具备：旋转体；在旋转体的周围，在与旋转体之间留出间隙而配置的静止体；以及设置于旋转体与静止体之间的间隙部，并减少在间隙部从高压侧向低压侧流动的泄漏流的迷宫式密封件，迷宫式密封件具有第一密封翅片及第二密封翅片，第一密封翅片设置于比旋转体轴向中央靠高压侧的位置，并且从旋转体或静止体的任何一方向另一方的相对的部位突出，第二密封翅片设置于第一密封翅片的低压侧，并与第一密封翅片一起形成腔室，并且从旋转体或静止体的任何一方向另一方的相对的部位突出，第一密封翅片与相对的部位的间隙小于第二密封翅片与相对的部位的间隙。

本发明具有如下有益效果。

根据本发明，在转子振动位移时，通过在腔室内的流路扩大的部位发生腔室内的周方向压力峰值，从而使相对于转子振动位移向直角方向发挥作用的流体力向抑制转子向旋转方向的振摆旋转的方向起作用，能够抑制转子的不稳定振动。另外，通过不在迷宫式密封件上安装使泄漏流增加的结构，能够确保密封性。

附图说明

图1是表示汽轮机的主要部位的剖视图。

图2是表示现有的迷宫式密封件的腔室内压力分布的模式图。

图3是本发明的第一实施例的迷宫式密封件的轴向剖视图。

图4是图3所示的迷宫式密封件的局部放大图。

图5是表示本发明的第一实施例的迷宫式密封件的腔室内压力分布的模式图。

图6是本发明的第二实施例的迷宫式密封件的轴向剖视图。

图7是本发明的第三实施例的迷宫式密封件的轴向剖视图。

图8是本发明的第四实施例的迷宫式密封件的轴向剖视图。

图中：