[发明专利]旋转机械

说明书

技术领域

本发明涉及旋转机械，尤其是涉及具备减少泄漏损失的密封机构的旋转机械。

本申请主张在2013年4月3日提出申请的日本特愿2013-078029号的优先权，并将其内容援引于本文中。

背景技术

在蒸汽轮机、燃气轮机等旋转机械中，为了防止蒸汽等工作流体从形成于静止侧(壳体)与旋转侧(动叶片)之间的间隙泄漏而使用密封机构(例如参照专利文献1)。

例如，为了减少通过了静叶片之后的工作流体在动叶片与壳体之间的间隙(动叶片梢腔室)内通过，已知有例如在壳体的内周形成有向动叶片延伸的密封片等密封部件的技术。

专利文献1：日本特开2006-104952号公报

专利文献2：美国专利第7004475号说明书

发明内容

然而，近年来，在旋转机械中，存在产生低频振动等自激振动的事例。该自激振动的原因是，在通过静叶片而具有较强的周向速度分量(涡旋分量、回旋分量)的流动(回旋流)通过密封片时，在密封片间的腔室内形成在周向上不均匀的压力分布。

从这种背景出发，旋转机械的密封机构希望用于使涡旋分量减少/衰减的结构。作为这种结构，如专利文献2所记载的装置那样，已知有在动叶片梢腔室内设置干扰板的技术。

但是，该装置使用的密封部件成为由密封片和干扰板构成的蜂窝结构。具体而言，该蜂窝结构成为通过沿轴向延伸的干扰板而分割密封片的结构，由于连续的干扰板而工作流体无法进入至结构的内部，因此涡旋减少效果较低。

本发明目的在于提供一种旋转机械，该旋转机械具备能够进一步增强回旋流的减少效果的密封机构。

根据本发明的第一方案，旋转机械的特征在于，具备：转子，具有绕着轴线旋转的转子主体和以从该转子主体向径向外侧延伸的方式配置的动叶片；壳体，以从外周侧包围该转子的方式配置，并且形成有供上述动叶片的前端进入的腔室；多个密封片，从上述壳体的上述腔室的内周面向上述动叶片的前端延伸，对上述壳体与上述动叶片之间的空间进行密封；及涡旋隔断器，在上述多个密封片之间，从上述壳体的上述腔室的内周面向径向内侧延伸，并具有供回旋流碰撞的回旋流碰撞面，并且在上述回旋流碰撞面的至少一部分形成有使上述回旋流沿周向通过的回旋流通过部，上述涡旋隔断器由板状体形成，上述回旋流碰撞面以相对于上述轴线方向的角度在上述回旋流碰撞面的基端侧和前端侧不同的方式形成。

根据上述结构，在密封片与密封片之间配置有涡旋隔断器，由此回旋流与涡旋隔断器发生碰撞，从而能够通过涡旋隔断器使回旋流的动压力衰减而使回旋流减少。

另外，通过在回旋流碰撞面上形成回旋流通过部，在回旋流碰撞面存在的径向位置处回旋流通过该回旋流通过部并沿周向流动，因此能够增强回旋流的减少效果。

另外，根据上述结构，对于在上游侧的密封片与下游侧的密封片之间反复弹回的回旋流的行迹，能够形成更适合的涡旋隔断器。

根据本发明的第二方案，旋转机械的特征在于，具备：转子，具有绕着轴线旋转的转子主体和以从该转子主体向径向外侧延伸的方式配置的动叶片；壳体，以从外周侧包围该转子的方式配置，并且形成有供上述动叶片的前端进入的腔室；多个密封片，从上述壳体的上述腔室的内周面向上述动叶片的前端延伸，对上述壳体与上述动叶片之间的空间进行密封；及涡旋隔断器，在上述多个密封片之间，从上述壳体的上述腔室的内周面向径向内侧延伸，并具有供回旋流碰撞的回旋流碰撞面，并且在上述回旋流碰撞面的至少一部分形成有使上述回旋流沿周向通过的回旋流通过部，上述回旋流碰撞面以与上述回旋流的流动方向正交的方式相对于上述轴线方向倾斜地形成。

在上述旋转机械中，可以是，上述回旋流通过部是形成在上述回旋流碰撞面与轴线方向一侧的上述密封片及轴线方向另一侧的上述密封片中的至少一方之间的间隙。

根据上述结构，能够以更简单的结构形成回旋流通过部。

在上述旋转机械中，可以是，涡旋隔断器由形成有至少一个孔的板状体形成，上述回旋流通过部是上述至少一个孔。

根据上述结构，通过调整孔的直径、形状、数量、配置等，对于回旋流的行迹，能够形成更适合的涡旋隔断器。

在上述旋转机械中，可以是，对上述涡旋隔断器的上述回旋流碰撞面和上述密封片的表面中的至少一方实施凹坑加工。

根据上述结构，与将回旋碰撞面及密封片设为平滑面的情况相比，回旋流与涡旋隔断器及密封片的摩擦引起的能量损失增加，因此蒸汽所包含的回旋分量的减少效果增大。

在上述旋转机械中，可以是，上述涡旋隔断器的截面形状为波形。