密封装置以及涡轮机械的制作方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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。
[0003]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(swirl breaker)，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I)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献1:日本特开2012 — 7594号公报
【发明内容】
[0006]发明所要解决的课题
[0007]在上述的专利文献I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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]用于解决课题的方法
[0011]为了解决上述课题，例如采用权利要求所记载的结构。
[0012]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。
[0013]发明的效果
[0014]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。
[0015]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】
[0016]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。
[0017]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。
[0018]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 一 III标记观察的概略横剖视图。
[0019]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。
[0020]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。
[0021]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。
[0022]图7是表示本发明的密封装置以及涡轮机械的第二实施方式的放大纵剖视图。
[0023]图8是表示本发明的密封装置以及涡轮机械的第三实施方式的放大纵剖视图。
[0024]图9是表示本发明的密封装置以及涡轮机械的第四实施方式的放大纵剖视图。
[0025]图10是表示本发明的密封装置以及涡轮机械的其他的实施方式的放大纵剖视图。
[0026]图中:
[0027]I一旋转体；2—静止体；3—旋转轴；7—隔板外环(静止体)；9一护罩(旋转体)；
11一隔板封垫(密封装置)；12—片状凸片(密封装置)；13—转轴封垫(密封装置)；20、20A、20B、20C、20D—密封装置；21、21A、21C—密封圈；23、23C—突条部；24、24A、24C—密封凸片；25、25A、25B、25C—肋(减速抑制体)；26—板部件(减速抑制体)；30—空腔。
【具体实施方式】
[0028]以下，使用附图，对本发明的密封装置以及涡轮机械的实施方式进行说明。此外，这里以将本发明的涡轮机械适用于汽轮机的情况为例进行说明。然而，本发明的涡轮机械例如也可以适用于燃气轮机、离心压缩机等。
[0029][第一实施方式]
[0030]首先，使用图1，对适用本发明的涡轮机械的第一实施方式的汽轮机的结构进行说明。
[0031]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1中，箭头A表示主蒸气流，箭头R表示旋转轴3的旋转方向。
[0032]图1中，汽轮机由旋转体1、以及包围、保持旋转体I的静止体2构成。旋转体I具备旋转轴3、以及在旋转轴3的外周面以能够沿着周向装拆的方式安装的多个动翼4。旋转轴3例如与未图示的发电机连接。在各动翼4的前端部分别设置有护罩9。各护罩9与邻接的护罩9抵接从而构成为圆环状。静止体2具备:外壳5，其包围、保持旋转轴3并且形成作为工作流体的主蒸气的流路；以及多个喷嘴6，其在主蒸气流A的上游侧与动翼4对置地沿着周向固定于外壳5。在外壳5的内周侧固定有环状的喷嘴隔板外环7，在该喷嘴隔板外环7固定喷嘴6的外周侧前端，从而喷嘴6被保持于外壳5。在喷嘴6的内周侧前端设置有环状的喷嘴隔板内环8，喷嘴隔板内环8形成主蒸气的流路的内周壁的一部分。喷嘴隔板外环7以及喷嘴隔板内环8也是静止体2的结构的一部分。汽轮机中，由喷嘴6和动翼4构成一个段落，该段落在旋转轴3的轴向上设置有多段(图1中为两段)。
[0033]作为工作流体的主蒸气在通过喷嘴6时被加速而被送至动翼4，主蒸气的速度能量被转换为动翼4以及旋转轴3的旋转运动能量。汽轮机的输出通过与旋转轴3连接的未图示的发电机而作为电能取出。
[0034]在旋转体I和静止体2之间以不妨碍旋转体I的旋转的方式设置有间隙流路。例如，可举出旋转轴3和喷嘴隔板内环8的间隙流路G1、动翼4和外壳5 (喷嘴隔板外环7)的间隙流路G2、旋转轴3和外壳5的间隙流路G3。若从这些间隙流路Gl、G2、G3的高压侧朝向低压侧漏出主蒸气流A的一部分，则成为汽轮机的效率降低的一个因素，所以在间隙流路G1、G2、G3分别设置有抑制主蒸气的泄漏流的隔板封垫11、片状凸片12以及转轴封垫13ο
[0035]接下来，使用图2以及图3，对本发明的密封装置的第一实施方式的详细结构进行说明。此外，这里说明将本实施方式的密封装置作为防止从动翼6和外壳5的间隙流路G2泄漏蒸气的片状凸片12使用的例子。
[0036]图2是