軸密封裝置及旋轉(zhuǎn)機(jī)械的制作方法
【專利摘要】旋轉(zhuǎn)機(jī)械(100)具備：繞軸線旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子(5)；與轉(zhuǎn)子(5)的外周面相對地配置的密封外殼(30)；及從密封外殼(30)朝向徑向內(nèi)側(cè)延伸且具有沿周向?qū)盈B多個(gè)的薄板(20)的密封體(10)，具備密封體(10)，多個(gè)薄板(20)中的一個(gè)薄板(20)具有在與轉(zhuǎn)子(5)未接觸的狀態(tài)下與旋轉(zhuǎn)方向前后方向側(cè)的其他的薄板(20)進(jìn)行接觸的形狀。
【專利說明】
軸密封裝置及旋轉(zhuǎn)機(jī)械
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及軸密封裝置及旋轉(zhuǎn)機(jī)械。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，在燃?xì)廨啓C(jī)或蒸汽渦輪等旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，為了防止工作流體通過在靜止側(cè)與旋轉(zhuǎn)側(cè)之間形成的環(huán)狀的間隙而從高壓側(cè)朝向低壓側(cè)的漏泄，而使用軸密封裝置。作為這樣的軸密封裝置的一個(gè)，非接觸型的迷宮密封可以廣泛地使用。然而，這樣的非接觸型的迷宮密封需要構(gòu)成為即便是旋轉(zhuǎn)過渡期(起動(dòng)、停止時(shí))的軸振動(dòng)、熱過渡性的熱變形時(shí)也使密封翅片的前端不會(huì)接觸。因此，需要將密封翅片前端的間隙(密封間隙)增大一定程度。另一方面，若密封間隙過大，則會(huì)產(chǎn)生工作流體的漏泄。
[0003]作為降低這樣的工作流體的漏泄的技術(shù)，例如專利文獻(xiàn)I公開了軸密封裝置。該軸密封裝置具備將在轉(zhuǎn)子的軸向上具有規(guī)定的寬度尺寸的平板狀的薄板沿著轉(zhuǎn)子的周向配置多層的密封體。
[0004]在該密封裝置中，在轉(zhuǎn)子停止時(shí)，薄板的內(nèi)周側(cè)端部與轉(zhuǎn)子接觸。另一方面，在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于動(dòng)壓效果而浮起效果作用于薄板，薄板的內(nèi)周側(cè)端部從轉(zhuǎn)子浮起。由此，在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，薄板與轉(zhuǎn)子一邊保持最低限度的間隙，一邊成為非接觸狀態(tài)。
[0005]【在先技術(shù)文獻(xiàn)】
[0006]【專利文獻(xiàn)】
[0007]【專利文獻(xiàn)I】日本特開2013-104562號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]【發(fā)明要解決的課題】
[0009]然而，在專利文獻(xiàn)I公開的軸密封裝置中，由于在相鄰的多個(gè)薄板彼此之間形成間隙，因此在轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，薄板的內(nèi)周側(cè)端部可能會(huì)引起顫振。
[0010]本發(fā)明考慮到上述的情況而作出，其目的在于提供一種能夠抑制顫振的旋轉(zhuǎn)機(jī)械。
[0011]【用于解決課題的方案】
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第一方案，軸密封裝置由外殼和密封體構(gòu)成，該外殼與繞著軸線旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子的外周面相對地配置，該密封體從外殼朝向轉(zhuǎn)子徑向內(nèi)側(cè)延伸且沿著轉(zhuǎn)子周向?qū)盈B有多個(gè)薄板而成，其中，所述軸密封裝置具有:接觸部，由薄板與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向前后方向的其他的薄板面接觸且包含所述徑向內(nèi)側(cè)的端部的區(qū)域形成;及非接觸部，由該接觸部的徑向外側(cè)的區(qū)域形成且與所述其他的薄板成為非接觸。
[0013]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在轉(zhuǎn)子的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，通過彼此相鄰的薄板的前端部彼此進(jìn)行面接觸來限制這些薄板的動(dòng)作。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的第二方案，在上述第一方案的軸密封裝置中，也可以是，將薄板夾于之間而在低壓側(cè)及高壓側(cè)分別設(shè)置低壓側(cè)側(cè)板及高壓側(cè)側(cè)板，薄板從所述低壓側(cè)側(cè)板的露出大于高壓側(cè)。
[0015]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠使軸密封裝置的高壓側(cè)的露出比低壓側(cè)小。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的第三方案，在上述任一方案的軸密封裝置中，也可以構(gòu)成為，薄板在與轉(zhuǎn)子未接觸的狀態(tài)下與旋轉(zhuǎn)方向前后方向的其他的薄板進(jìn)行面接觸。
[0017]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于彼此相鄰的多個(gè)薄板彼此進(jìn)行面接觸，因此即使在轉(zhuǎn)子的起動(dòng)或停止時(shí)等轉(zhuǎn)速低的狀態(tài)下，也能夠得到高的密封效果。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的第四方案，在上述任一方案的軸密封裝置中，也可以構(gòu)成為，具有施力構(gòu)件，所述施力構(gòu)件設(shè)置在密封體與外殼之間且對密封體向轉(zhuǎn)子徑向外側(cè)施力。
[0019]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在轉(zhuǎn)子處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，由施力構(gòu)件產(chǎn)生的力與作用于薄板的浮起力均衡，因此能夠穩(wěn)定地得到密封效果。
[0020]此外，本發(fā)明的第五方案的旋轉(zhuǎn)機(jī)械具備上述任一方案的軸密封裝置。
[0021]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠得到具有高密封效果且具有長耐用年數(shù)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械。
[0022]【發(fā)明效果】
[0023]根據(jù)上述的軸密封裝置及旋轉(zhuǎn)機(jī)械，能夠抑制運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的轉(zhuǎn)子的顫振的發(fā)生。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明的各實(shí)施方式的燃?xì)廨啓C(jī)(旋轉(zhuǎn)機(jī)械)的概略構(gòu)成圖。
[0025]圖2是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的密封體的從旋轉(zhuǎn)機(jī)械的軸向觀察到的概略構(gòu)成圖。
[0026]圖3是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的密封體的周向剖視圖。
[0027]圖4是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的密封體的主要部分放大圖。
[0028]圖5A是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的密封體的壓力分布的圖。
[0029]圖5B是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的密封體的壓力分布的圖。
[0030]圖6是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的密封體的周向剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031](第一實(shí)施方式)
[0032]以下，參照附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明的第一實(shí)施方式。需要說明的是，在本實(shí)施方式中，示出將密封體10應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)(旋轉(zhuǎn)機(jī)械)I的例子。圖1是本實(shí)施方式的燃?xì)廨啓C(jī)I的概略構(gòu)成圖。
[0033]圖1所示的燃?xì)廨啓C(jī)I具有:將大量的空氣取入到內(nèi)部并進(jìn)行壓縮的壓縮機(jī)2;向由壓縮機(jī)2壓縮后的空氣混合燃料并使其燃燒的燃燒器3;將由燃燒器3產(chǎn)生的燃燒氣體導(dǎo)入其內(nèi)部并將燃燒氣體的熱能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)能量而進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的渦輪4;及將該渦輪4轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力的一部分向壓縮機(jī)2傳遞而使壓縮機(jī)2轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子5。
[0034]渦輪4通過向設(shè)于轉(zhuǎn)子5的動(dòng)葉片7吹附燃燒氣體而將燃燒氣體的熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械性的旋轉(zhuǎn)能量，由此產(chǎn)生動(dòng)力。在渦輪4上，除了轉(zhuǎn)子5側(cè)的多個(gè)動(dòng)葉片7之外，在渦輪4的殼體8側(cè)還設(shè)有多個(gè)靜葉片6。這些動(dòng)葉片7和靜葉片6沿著轉(zhuǎn)子5的軸向交替排列。
[0035]動(dòng)葉片7受到沿軸向流動(dòng)的燃燒氣體的壓力而使轉(zhuǎn)子5繞軸線旋轉(zhuǎn)。向轉(zhuǎn)子5施加的旋轉(zhuǎn)能量從軸端取出而被利用。在靜葉片6與轉(zhuǎn)子5之間，作為用于降低從高壓側(cè)向低壓側(cè)泄漏的燃燒氣體的泄漏量的軸密封件，而設(shè)置有密封體10。
[0036]壓縮機(jī)2通過轉(zhuǎn)子5而與渦輪4同軸地連接。由此，壓縮機(jī)2利用渦輪4的旋轉(zhuǎn)對外部氣體進(jìn)行壓縮而生成壓縮空氣。該壓縮空氣向燃燒器3供給。與渦輪4同樣，在壓縮機(jī)2中，也是在轉(zhuǎn)子5設(shè)有多個(gè)動(dòng)葉片7，在壓縮機(jī)2的殼體8側(cè)設(shè)有多個(gè)靜葉片6。這些動(dòng)葉片7和靜葉片6沿著轉(zhuǎn)子5的軸向交替排列。此外，在靜葉片6與轉(zhuǎn)子5之間也設(shè)有密封體10。該密封體10為了降低從高壓側(cè)向低壓側(cè)泄漏的壓縮空氣的泄漏量而設(shè)置。此外，在壓縮機(jī)2的殼體8對轉(zhuǎn)子5進(jìn)行支承的軸承部9a、及渦輪4的殼體8對轉(zhuǎn)子5進(jìn)行支承的軸承部8a也設(shè)有用于防止壓縮空氣或燃燒氣體從高壓側(cè)向低壓側(cè)泄漏的密封體10。
[0037]在此，本實(shí)施方式的密封體10沒有限定為向燃?xì)廨啓C(jī)I的適用。在例如蒸汽渦輪、壓縮機(jī)、水車、制冷機(jī)、栗等大型流體機(jī)械那樣利用軸的旋轉(zhuǎn)和流體的流動(dòng)而將能量轉(zhuǎn)換為做功的全部旋轉(zhuǎn)機(jī)械中能夠廣泛地采用。此外，密封體10也可為了抑制轉(zhuǎn)子5的軸向的流體的流動(dòng)而使用。
[0038]接下來，參照【附圖說明】在如上所述構(gòu)成的燃?xì)廨啓C(jī)I上設(shè)置的密封體10的結(jié)構(gòu)。圖2是從轉(zhuǎn)子5的軸向觀察到的密封體10的概略構(gòu)成圖。該密封體10具有沿著轉(zhuǎn)子5的周向呈環(huán)狀地配置的圓弧狀的多個(gè)(在本實(shí)施方式中為8個(gè))軸密封裝置U。在這樣配置的相鄰的軸密封裝置11的周向端部12、12之間形成有間隙t。
[0039]關(guān)于各軸密封裝置11的結(jié)構(gòu)，參照圖3進(jìn)行說明。圖3是包含轉(zhuǎn)子5的軸線的截面的軸密封裝置11的剖視構(gòu)成圖。各軸密封裝置11向外殼30(相當(dāng)于靜葉片6、動(dòng)葉片7及軸承部8a、9a)插入，為了防止轉(zhuǎn)子5與外殼30之間的環(huán)狀空間中的工作流體的泄漏而設(shè)置。
[0040]軸密封裝置11具備多個(gè)薄板20、保持環(huán)21、22、高壓側(cè)側(cè)板23、低壓側(cè)側(cè)板24。薄板20是沿著轉(zhuǎn)子5的周向相互空出微小間隔而多重地排列的金屬制的構(gòu)件。保持環(huán)21、22以在薄板20的外周側(cè)基端27從兩側(cè)夾持薄板20的方式構(gòu)成。保持環(huán)21、22的周向上的截面形成為大致C字型。高壓側(cè)側(cè)板23由薄板20的與高壓側(cè)區(qū)域相對的一方的邊緣和保持環(huán)21夾持。此外，低壓側(cè)側(cè)板24由薄板20的與低壓側(cè)區(qū)域相對的另一方的邊緣和保持環(huán)22夾持。
[0041 ]在如上所述構(gòu)成的密封體1中，薄板20由如下所述的薄鋼板構(gòu)成，所述薄鋼板是通過形成為內(nèi)周側(cè)的寬度(轉(zhuǎn)子5的軸向的寬度)比外周側(cè)基端27的寬度(轉(zhuǎn)子5的軸向的寬度)窄而呈大致T字型的薄鋼板。在其兩方的側(cè)緣，在其寬度變窄的位置形成有切口部20a、
20b ο
[0042]薄板20沿著轉(zhuǎn)子5的周向(旋轉(zhuǎn)方向d)層疊多個(gè)。此外，相鄰的多個(gè)薄板20在外周側(cè)基端27例如利用焊接而相互固定連結(jié)。
[0043]薄板20在轉(zhuǎn)子5的周向上具有基于板厚的規(guī)定的剛性。此外，以使薄板20與相對于轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)子5的周面所成的角成為銳角的方式固定于保持環(huán)21、22。
[0044]關(guān)于薄板20的配置，參照圖4更詳細(xì)地說明。如圖4所示，薄板20在各軸密封裝置11內(nèi)，以隨著從轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)方向d后方側(cè)朝向前方側(cè)而與轉(zhuǎn)子5的周面所成的角逐漸變大(成為鈍角)的方式排列。
[0045]在薄板20的轉(zhuǎn)子5側(cè)的端部即內(nèi)周側(cè)端部26與轉(zhuǎn)子5之間形成微小的間隙g，以防止渦輪的過渡變化(溫度/壓力)中的片的向轉(zhuǎn)子的接觸。
[0046]此外，相鄰的多個(gè)薄板20在轉(zhuǎn)子5的旋轉(zhuǎn)方向d前后方向上，在內(nèi)周側(cè)端部26的附近相互進(jìn)行面接觸，形成接觸部28。換言之，在包括薄板20的徑向內(nèi)側(cè)的端部的區(qū)域中，薄板20相互接觸而形成接觸部28。另一方面，在接觸部28的外周側(cè)，薄板20相互分離而形成非接觸部28b。在此，非接觸部28b是指相互分離的區(qū)域中的薄板20表面上的區(qū)域。
[0047]薄板20如上所述由鋼板形成，因此具有一定的彈性復(fù)原力(撓性)。換言之，在相鄰的多個(gè)薄板20上作用有相互擠壓的力。因此，在接觸部28的外周側(cè)，通過彈性變形而形成彎曲部29。在彎曲部29，薄板20向旋轉(zhuǎn)方向d后方側(cè)彎曲。
[0048]此外，如圖3所示，在高壓側(cè)側(cè)板23及低壓側(cè)側(cè)板24上，在各個(gè)轉(zhuǎn)子5的軸向的寬度中，以其外周側(cè)變寬的方式設(shè)有臺(tái)階部23a、24a，該臺(tái)階部23a、24a分別嵌入薄板20的切口部20a、20b。
[0049]保持環(huán)21在與多個(gè)薄板20的外周側(cè)基端27的一方的側(cè)緣(高壓側(cè))相對的面上具有凹槽21a。保持環(huán)22在與多個(gè)薄板20的外周側(cè)基端27的另一方的側(cè)緣(低壓側(cè))相對的面上具有凹槽22a。相對于高壓側(cè)側(cè)板23及低壓側(cè)側(cè)板24的各自的臺(tái)階部23a、24a嵌入到切口部20a、20b的多個(gè)薄板20，在其外周側(cè)的一方的側(cè)緣(高壓側(cè))嵌入保持環(huán)21的凹槽2 Ia。此夕卜，其外周側(cè)的另一方的側(cè)緣(低壓側(cè))嵌入到保持環(huán)22的凹槽22a。通過這樣的結(jié)構(gòu)，各薄板20固定于保持環(huán)21、22。
[0050]另一方面，在外殼30的內(nèi)周壁面上形成環(huán)狀的凹槽31，該環(huán)狀的凹槽31形成為，以在轉(zhuǎn)子5的軸向上的外周側(cè)的寬度比內(nèi)周側(cè)的寬度變寬的方式，在與薄板20的一方的側(cè)緣(高壓側(cè))及另一方的側(cè)緣(低壓側(cè))相對的側(cè)面上設(shè)有臺(tái)階的形狀。并且，以使保持環(huán)21、22的朝向內(nèi)周側(cè)的面與該臺(tái)階的朝向外周側(cè)的面抵接的方式，薄板20、保持環(huán)21、22、高壓側(cè)側(cè)板23及低壓側(cè)側(cè)板24嵌入外殼30的凹槽31內(nèi)。薄板20的內(nèi)周側(cè)端部26比高壓側(cè)側(cè)板23向轉(zhuǎn)子5側(cè)突出。另一方面，薄板20的內(nèi)周側(cè)端部26比低壓側(cè)側(cè)板24向轉(zhuǎn)子5側(cè)突出，但其突出量設(shè)定得比高壓側(cè)小。即，薄板20在低壓側(cè)，與高壓側(cè)相比，相對于工作流體G更大地露出。換言之，高壓側(cè)側(cè)板23將薄板20的側(cè)面中的更大的范圍從工作流體G遮擋。
[0051]接下來，關(guān)于如上所述構(gòu)成的密封體10的動(dòng)作，參照圖5A及圖5B進(jìn)行說明。
[0052]如圖5A所示，在從高壓側(cè)區(qū)域朝向低壓側(cè)區(qū)域的工作流體的氣體壓力向各薄板20施加的情況下，對于各薄板20，形成位于內(nèi)周側(cè)端部26的附近且位于高壓側(cè)的角部rl處的氣體壓力最高、朝向?qū)堑慕遣縭2而氣體壓力逐漸變?nèi)醯臍怏w壓力分布40a。需要說明的是，在圖3中，薄板20形成為T字型形狀，但是在圖5A、圖5B中為了簡化說明，僅圖示產(chǎn)生撓曲的長方形部分而其他的部分省略圖示。
[0053]如圖5B所示，將薄板20的朝向轉(zhuǎn)子5的面作為下表面20q，將其背側(cè)作為上表面20p。若對于各薄板20施加從高壓側(cè)區(qū)域朝向低壓側(cè)區(qū)域的氣體壓力，則如圖5A那樣形成氣體壓力分布40a。此時(shí)，以各薄板20的沿著截面的任意位置處的向下表面20q施加的氣體壓力比向上表面20p施加的氣體壓力升高的方式調(diào)整氣體壓力。
[0054]從高壓側(cè)區(qū)域朝向低壓側(cè)區(qū)域流動(dòng)的工作流體G從高壓側(cè)側(cè)板23與轉(zhuǎn)子5的外周面之間流入。然后，工作流體G如圖5A那樣在轉(zhuǎn)子5的外周面與薄板20的內(nèi)周側(cè)端部26之間流動(dòng)，并且沿著各薄板20的上表面20p及下表面20q，從角部rl向角部r2的方向呈放射狀地流動(dòng)。通過這樣的工作流體G的流動(dòng)，朝向薄板20的外周側(cè)基端27而低壓的區(qū)域變寬。因此，向各薄板20的上表面20p及下表面20q垂直地施加的氣體壓力分布40b、40 c成為圖5B所不的狀態(tài)。更詳細(xì)而言，氣體壓力分布40b、40c成為越接近薄板20的內(nèi)周側(cè)端部26越變大且越朝向薄板20的外周側(cè)基端27越變小的三角分布形狀。
[0055]上表面20p及下表面20q的氣體壓力分布40b、40c以薄板20為中心而呈線對稱。然而，由于以使相對于轉(zhuǎn)子5的周面的角度成為銳角的方式配置各薄板20，因此各氣體壓力分布40b、40c的轉(zhuǎn)子5的徑向上的相對位置偏離。由此，從薄板20的外周側(cè)基端27朝向內(nèi)周側(cè)端部26的任意的點(diǎn)P處的上表面20p及下表面20q的氣體壓力產(chǎn)生差別。換言之，在薄板20中，向下表面20q施加的氣體壓力比向上表面20p施加的氣體壓力升高。由此，相對于薄板20的內(nèi)周側(cè)端部26，在從轉(zhuǎn)子5浮起的方向產(chǎn)生浮起力FL。
[0056]如以上那樣在各薄板20的上表面20p及下表面20q之間產(chǎn)生壓力差，由此在各薄板20作用有浮起力FL。此外，薄板20的內(nèi)周側(cè)端部26以從轉(zhuǎn)子5的外周面浮起的方式發(fā)生彈性變形。
[0057]在此，在相鄰的薄板20相互保持間隙地排列的情況下，由于向薄板20附加的壓力的變動(dòng)和薄板20自身的彈性復(fù)原力，而在薄板20的內(nèi)周側(cè)端部26產(chǎn)生顫振(微小振動(dòng))。
[0058]然而，本實(shí)施方式中的薄板20與相鄰的其他的薄板20進(jìn)行面接觸。因此，薄板20的內(nèi)周側(cè)端部26維持彈性力并限制周向的動(dòng)作。由此，能抑制薄板20的內(nèi)周側(cè)端部26的顫振的發(fā)生。
[0059]在薄板20產(chǎn)生顫振(微小振動(dòng))的情況下，在成為振動(dòng)的支點(diǎn)的區(qū)域局部性地集中有彎曲應(yīng)力，因此可能會(huì)產(chǎn)生伴隨著歷年使用的疲勞破壞。然而，如上所述本實(shí)施方式中的薄板20與相鄰的其他的薄板20進(jìn)行面接觸，因此能抑制顫振的產(chǎn)生和以之為起因的薄板20的疲勞破壞。
[0060]此外，在轉(zhuǎn)子5旋轉(zhuǎn)時(shí)，在薄板20的內(nèi)周側(cè)端部26也作用有浮起力FL，因此薄板20從轉(zhuǎn)子5浮起，穩(wěn)定地維持成非接觸的狀態(tài)。
[0061 ]由此，薄板20的內(nèi)周側(cè)端部26維持撓性，并限制周向的動(dòng)作，因此能夠抑制薄板20的內(nèi)周側(cè)端部26的顫振的產(chǎn)生。
[0062]此外，由于薄板20的彈性力，即使在轉(zhuǎn)子5的起動(dòng)、停止時(shí)等由于振動(dòng)而轉(zhuǎn)子5產(chǎn)生了徑向的位移的情況下，也能夠維持高密封效果。
[0063]此外，如上所述高壓側(cè)側(cè)板23比低壓側(cè)側(cè)板24向轉(zhuǎn)子5側(cè)突出，因此工作流體G流通來的高壓側(cè)與低壓側(cè)相比，相對于工作流體G能遮擋更大的范圍。因此，片密封的內(nèi)部的壓力以使片的前端浮起的方式保持向片施加的力的平衡，其結(jié)果是，片不會(huì)與轉(zhuǎn)子較強(qiáng)地接觸，能夠防止片的磨損造成的損傷。
[0064](第二實(shí)施方式)
[0065]接下來，關(guān)于本發(fā)明的第二實(shí)施方式，參照圖6進(jìn)行說明。對于與第一實(shí)施方式同樣的構(gòu)成要素，標(biāo)注相同標(biāo)號，省略詳細(xì)的說明。
[0066]圖6是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的軸密封裝置11的周向剖視圖。
[0067]本實(shí)施方式的軸密封裝置11與上述的實(shí)施方式的不同點(diǎn)是在徑向外側(cè)具備公知的ACC系統(tǒng)(自適應(yīng)間隙控制系統(tǒng))5(LACC系統(tǒng)在外殼30的內(nèi)部具備施力構(gòu)件51。
[0068]作為施力構(gòu)件51，使用例如彈簧構(gòu)件。而且，此外，作為施力構(gòu)件51，也可以使用空氣缸。但是，旋轉(zhuǎn)機(jī)械I由于高溫高壓的工作流體在其內(nèi)部流通，因此施力構(gòu)件51也需要是以高溫化下的正常動(dòng)作為志向而設(shè)計(jì)的構(gòu)件。
[0069]施力構(gòu)件51與保持環(huán)121、122和外殼30分別連接。此外，施力構(gòu)件51被朝向延伸方向外方施力。
[0070]因此，通過施力構(gòu)件51的作用，本實(shí)施方式的軸密封裝置11被朝向徑向外側(cè)施力。
[0071]由此，在轉(zhuǎn)子5停止時(shí)，薄板20的內(nèi)周側(cè)端部26從轉(zhuǎn)子5的外表面具有微小的間隙地被支承。另一方面，在轉(zhuǎn)子5旋轉(zhuǎn)的情況下，由于高壓側(cè)與低壓側(cè)的差壓的作用，對于軸密封裝置11產(chǎn)生向徑向內(nèi)側(cè)施力的壓力。換言之，薄板20的內(nèi)周側(cè)端部26與轉(zhuǎn)子5的外表面的間隙比轉(zhuǎn)子5停止時(shí)減小。
[0072]這樣，通過設(shè)置ACC系統(tǒng)50而在薄板20與轉(zhuǎn)子5之間設(shè)置間隙。因此，能抑制在起動(dòng)時(shí)由于轉(zhuǎn)子5與薄板20滑動(dòng)接觸而產(chǎn)生的磨損。此外，在轉(zhuǎn)子5的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，由施力構(gòu)件51產(chǎn)生的力與上述的浮起力FL均衡，因此能穩(wěn)定地得到密封效果。此外，在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)伴隨著大的熱變形的部位，也可以采用密封體。
[0073]以上，參照附圖詳細(xì)敘述了本發(fā)明的實(shí)施方式及實(shí)施例，但是各實(shí)施方式中的各結(jié)構(gòu)及它們的組合等是一例，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行結(jié)構(gòu)的附加、省略、置換及其他的變更。
[0074]【工業(yè)實(shí)用性】
[0075]上述的軸密封裝置能夠適用于離心壓縮機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械。在這樣的軸密封裝置及旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，在轉(zhuǎn)子的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，能夠抑制顫振的產(chǎn)生。
[0076]【標(biāo)號說明】
[0077]I旋轉(zhuǎn)機(jī)械(燃?xì)廨啓C(jī))
[0078]2壓縮機(jī)
[0079]3燃燒器
[0080]4 渦輪[0081 ] 5 轉(zhuǎn)子
[0082]6靜葉片
[0083]7動(dòng)葉片
[0084]8 殼體
[0085]8a、9a 軸承部
[0086]10密封體
[0087]11軸密封裝置
[0088]12周向端部
[0089]20 薄板
[0090]20a 切口部
[0091]20p上表面
[0092]20q下表面
[0093]21、22 保持環(huán)
[0094]23高壓側(cè)側(cè)板
[0095]24低壓側(cè)側(cè)板
[0096]26內(nèi)周側(cè)端部
[0097]27外周側(cè)基端
[0098]28接觸部
[0099]28b非接觸部
[0100]29彎曲部
[0101]30 外殼
[0102]31 凹槽
[0103]40a、40b、40c氣體壓力分布
[0104]50 ACC系統(tǒng)
[0105]51施力構(gòu)件
[0106]121、122 保持環(huán)
[0107]FL浮起力
[0108]g 間隙
[0109]G工作流體
[0110]rl,r2 角部
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種軸密封裝置，由外殼和密封體構(gòu)成，該外殼與繞著軸線旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子的外周面相對地配置，該密封體從所述外殼朝向所述轉(zhuǎn)子徑向內(nèi)側(cè)延伸且沿著所述轉(zhuǎn)子的周向?qū)盈B有多個(gè)薄板而形成，其中， 所述軸密封裝置具有: 接觸部，由所述薄板與所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向前后方向的其他的薄板面接觸且包含所述徑向內(nèi)側(cè)的端部的區(qū)域形成;及 非接觸部，由該接觸部的徑向外側(cè)的區(qū)域形成且與所述其他的薄板成為非接觸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸密封裝置，其中， 將該薄板夾于之間而在低壓側(cè)及高壓側(cè)分別設(shè)置低壓側(cè)側(cè)板及高壓側(cè)側(cè)板，薄板從所述低壓側(cè)側(cè)板的露出大于高壓側(cè)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的軸密封裝置，其中， 所述薄板在與所述轉(zhuǎn)子未接觸的狀態(tài)下與旋轉(zhuǎn)方向前后方向的其他的薄板進(jìn)行面接觸。4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的軸密封裝置，其中， 所述軸密封裝置具有施力構(gòu)件，所述施力構(gòu)件設(shè)置在所述密封體與所述外殼之間且對所述密封體向所述徑向外側(cè)施力。5.—種旋轉(zhuǎn)機(jī)械，具備權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的軸密封裝置。
【文檔編號】F01D11/02GK105874247SQ201580003534
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年1月27日
【發(fā)明人】尾崎昂平, 上原秀和, 西本慎
【申請人】三菱重工業(yè)株式會(huì)社