[发明专利]密封装置以及涡轮机械

说明书

技术领域

本发明涉及密封装置以及涡轮机械，更详细而言，涉及抑制形成于涡轮机 械的旋转体和静止体之间的间隙流路的泄漏流的密封装置以及具备该密封装 置的涡轮机械。

背景技术

汽轮机、燃气轮机、离心压缩机等的涡轮机械中，为了防止工作流体从收 纳旋转轴(旋转体)的外壳(静止体)沿着旋转轴泄漏，而在旋转轴和外壳间 的间隙流路设置曲路密封的情况较多。曲路密封一般而言，在旋转轴的轴向具 有多个密封凸片，在这些密封凸片间以沿着旋转轴的外周的方式形成有空腔。 曲路密封通过该空腔使沿密封内流下的工作流体的泄漏流产生压力损失，抑制 泄漏量。

具备这样的曲路密封的涡轮机械中，若具有旋转轴周向的速度成分的泄漏 流(旋转流)流入密封内，则有轴振动增大的趋势。因此，作为抑制这样的旋 转轴的不稳定振动的技术，例如，提出了在叶轮(旋转体)的外周面设置以从 高压侧朝向低压侧缩径的方式形成的台阶部，并且在叶轮(旋转体)的台阶部 的低压侧且曲路密封的高压侧中，以朝向旋转体的旋转方向的方式设置从外壳 (静止体)向半径方向内侧延伸突出的板状部件的涡流断路器(swirlbreaker)， 从而抑制旋转流向曲路密封流入的密封装置(参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2012－7594号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在上述的专利文献1所记载的密封装置中，以旋转方向朝向曲路密封的入 口侧的方式设置板状的涡流断路器，所以处于在曲路密封入口处涡流断路器在 旋转体轴向上占有一定的宽度的状态。因此，有在旋转体轴向并列的密封凸片 的能够设置的片数减少的情况。该情况下，曲路密封本来的功能即抑制泄漏量 的功能降低。

另外，关于涡轮机械的旋转轴的不稳定振动，判明了以下的事项。一般的 曲路密封中，泄漏流由于通过密封内时的与静止体的摩擦等，而其旋转体旋转 方向的流速在旋转体轴向上逐渐减速。此时，朝向泄漏流的减速方向，产生压 力根据其减速量增加的压力梯度。该压力梯度是导致旋转轴的不稳定振动的重 要因素。该压力梯度的大小取决于泄漏流的旋转方向速度的减速量，所以旋转 轴的不稳定振动也与泄漏流的旋转方向速度的减速量相对应。

本发明为了消除上述的问题点而完成，其目的在于，提供不减少密封凸片 的数量，便能够抑制涡轮机械的旋转轴的不稳定振动的密封装置以及具备该密 封装置的涡轮机械。

用于解决课题的方法

为了解决上述课题，例如采用权利要求所记载的结构。

本申请包含多个解决上述课题的方法，若举出其一个例子，则其特征在于， 具备：旋转体，其具有旋转轴；静止体，其包围上述旋转体；以及密封装置， 其设置在形成于上述旋转体的外周面和上述静止体的内周面之间的间隙流路， 抑制来自上述间隙流路的泄漏流，上述密封装置具有：设置于上述旋转体以及 上述静止体的至少一方，且在上述旋转体的轴向上并列的多个密封凸片；以及 以向形成于上述密封凸片之间的空腔突出的方式形成于旋转侧，并抑制上述空 腔内的泄漏流的上述旋转体的旋转方向的速度的减小的至少一个减速抑制体。

发明的效果

根据本发明，配置在密封凸片间的减速抑制体随着旋转体的旋转而旋转， 从而抑制泄漏流的旋转方向速度的减少，因此不减少密封凸片的数量，便能够 抑制涡轮机械的旋转轴的不稳定振动。

上述以外的课题、结构以及效果通过以下的实施方式的说明将更加清楚。

附图说明

图1是表示适用本发明的密封装置以及涡轮机械的第一实施方式的汽轮 机的主要部分构造的纵剖视图。

图2是将图1的用符号Z表示的本发明的密封装置的第一实施方式以及 其周围放大的纵剖视图。

图3是将适用图1所示的本发明的密封装置以及涡轮机械的第一实施方式 的汽轮机从III－III标记观察的概略横剖视图。

图4是表示以往的曲路密封的空腔内的旋转轴偏心时的压力分布的说明 图。

图5是表示本发明的密封装置的第一实施方式以及以往的曲路密封中的 泄漏流的旋转方向速度相对于泄漏流的轴向位置的关系的特性图。

图6是表示本发明的密封装置以及涡轮机械的第一实施方式的变形例的 放大纵剖视图。