CN103270250B - 轴密封装置及具有该轴密封装置的旋转机械 - Google Patents

Abstract

一种轴密封装置及具有该轴密封装置的旋转机械，该轴密封装置设置有：密封体（12），其从外壳（9）向转轴（6）的径向内侧延伸的薄板密封片（20）在转轴（6）的周向层叠多个而形成；侧密封板（17），其沿着该密封体（12）的低压侧配置，利用从高压侧向低压侧作用的流体的压力，面向低压侧的板面（17d）被压在与轴线方向相对的所述外壳（9）的内壁面（9e）的低压侧，在低压侧的侧密封板（17）的径向内侧形成阻断沿密封体（12）的低压侧朝向所述径向内侧的下行流动（d）的凸部（9f），在外壳（9）形成将被凸部（9f）阻断的下行流动（d）向所述低压侧区域引导的连接通道（9g）。

Description

轴密封装置及具有该轴密封装置的旋转机械

技术领域

本发明涉及一种密封转子与定子之间的环形空间，将该环形空间分为低压侧区域和高压侧区域的轴密封装置以及具有该轴密封装置的旋转机械。

本申请根据2010年12月27日在日本申请的特愿2010-290144号要求优先权，在此引用其内容。

背景技术

为了减小从高压侧向低压侧流动的工作气体的泄漏量，在气体涡轮机、蒸汽涡轮机等旋转机械的转子周围设置有轴密封装置。作为所述轴密封装置的一个例子，已知有在下述专利文献1中记载的轴密封装置。

所述轴密封装置具有设置在定子的外壳和由多个薄板密封片构成的密封体。

在密封体中，多个薄板密封片以各自的厚度方向朝向转子的周向，互相相距微小间隙层叠。各薄板密封片被倾斜配置成其径向内侧的端部（前端）相比于其径向外侧的端部（后端）更靠近转子旋转方向的前方，其后端互相连接且前端是自由端。

在如此构成的轴密封装置中，当转子静止时，各薄板密封片的前端与转子接触。而当转子旋转时，因该转子的旋转产生的动压效果，薄板密封片的前端从转子的外周上浮，与转子形成非接触状态。由此，在该轴密封装置中，可抑制各薄板密封片的磨损，延长密封寿命。

进一步地，在上述轴密封装置中设置有将密封体的低压侧沿周向覆盖的低压侧的侧密封板和将密封体的高压侧沿周向覆盖的高压侧的侧密封板。进而，通过调整所述低压侧的侧密封板和高压侧的侧密封板的径向尺寸，规定薄板密封片的高压侧的空间以及低压侧的空间的大小，设定辅助由前述动压效果引起的上浮力的微小间隙的气压力分布。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：（日本）专利第3616016号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在上述轴密封装置中，由于伴随转子及定子热变形的转子的偏心或从薄板密封片到转子的预压的减低，薄板密封片的前端与转子的外周面之间有时会出现具有不希望的大小的间隙的情况。在这种情况下，由于沿着薄板密封片的低压侧流动的下行流动，会出现在该薄板密封片的前端发生颤动的情况。

即，在薄板密封片的低压侧，因为基于上述低压侧的侧密封板以及高压侧的侧密封板的压力分布，朝向转子的径向内侧发生流体的流动（下行流动）。此时，如果薄板密封片的前端和转子的外周面之间形成有间隙，该间隙部的流动和基于所述下行流动的流动将产生紊流，在薄板密封片的前端附近有发生颤动的可能性。

本发明鉴于以上情况，旨在提供一种可以抑制薄板密封片的颤动，提高耐久性的轴密封装置以及具有该轴密封装置的旋转机械。

解决课题的手段

本发明的第一实施形态涉及的轴密封装置，在转子和包围该转子的外周侧的定子之间设有环形空间，将该环形空间在所述转子的轴线方向分为低压侧区域和高压侧区域，且所述轴密封装置包括：外壳，其被固定在所述定子；密封体，其从该外壳朝向所述转子的径向内侧延伸的薄板密封片在所述转子的周向层叠多个而形成；板状体，其沿着该密封体的低压侧配置，利用从高压侧向低压侧作用的流体的压力，面向低压侧的一面被压在与所述轴线方向相对的所述外壳的内壁面，在该板状体的所述径向内侧形成阻断沿所述密封体的低压侧朝向所述径向内侧的流体流动的围堰部，在所述外壳形成将被所述围堰部阻断的所述流体的流动向所述低压侧区域引导的连接通道。

根据上述轴密封装置，在密封体的低压侧向转子的径向内侧的流动，即，下行流动，被板状体的位于径向内侧的围堰部阻断。而且，基于上述被阻断的下行流动的流体的流动，经由形成在外壳的连接通道引导至低压侧区域。由此，可以避免下行流动到达薄板密封片的转子径向内侧的端部，即，薄板密封片的前端。

因此，即使在薄板密封片的前端与转子之间形成了不希望的间隙，也可以防止在该薄板密封片的前端发生基于所述下行流动的紊流。

此外，在本发明的第二实施形态涉及的轴密封装置中，所述围堰部由在所述轴线方向互相相对的所述密封体和从所述外壳内壁面的至少一侧向另一侧突出的凸部构成。

即，所述围堰部包括：被设置在所述密封体以及与所述密封体在所述轴线方向相对的所述外壳的内壁面中任一侧且向另一侧突出的凸部。

由此，可以可靠地阻断沿着薄板密封片的低压侧流动的下行流动。

进一步地，在本发明的第三实施形态涉及的轴密封装置中，所述围堰部通过肋条进行设置并且利用在所述转子的周向延伸的圆弧状部件而构成，所述肋条从所述板状体的所述径向内侧的端部进一步向所述径向内侧延伸。

由此，可以可靠地阻断沿着薄板密封片的低压侧流动的下行流动。

此外，在本发明的第四实施形态中，对于第一至第三实施形态中任一实施形态涉及的轴密封装置，所述连接通道在所述周向具有间隔形成多个。

由此，可以有效地将被围堰部阻断的下行流动引导至低压侧区域。

进一步地，在本发明的第五实施形态涉及的轴密封装置中，在所述外壳的所述内壁面，形成将多个所述连接通道的所述低压侧开口互相连接的槽部。

在设置了多个连接通道的情况下，因为在外壳内壁面的周向交替地配置存在连接通道的区域和不存在连接通道的区域，基于被围堰部阻断的下行流动的流动变得不均匀，因此无法将该下行流动顺利地引导至低压侧区域。

对此，在本发明的第五实施形态中，在外壳的与密封体相对的内壁面形成了连接多个连接通道的槽部。因此，该内壁面的形状在周向变得一致，可以避免基于下行流动的流动变得不均匀。

此外，本发明第六实施形态涉及的旋转机械具有上述任一轴密封装置。

根据上述旋转机械，因为具有上述任一轴密封装置，可以避免在薄板密封片的前端发生基于下行流动的紊流。因此，可以延长轴密封装置的寿命，使旋转机械的维护性变得优良。

发明的效果

根据本发明涉及的轴密封装置以及具有该轴密封装置的旋转机械，因为可以避免沿着薄板密封片的低压侧流动的下行流动到达该薄板密封片的前端，所以可以在薄板密封片的前端避免发生基于所述下行流动的紊流。由此，因为可以防止在薄板密封片发生颤动，提高耐久性。

附图说明

[图1]图1是本发明第一实施形态涉及的气体涡轮机（旋转机械）的整体结构示意图。

[图2]图2是沿图1中的S1—S1线的剖面图。

[图3]图3是沿图2中的S2—S2线的剖面图。

[图4]图4是从轴线方向观察的密封部分是的示意图。

[图5]图5是沿图3中的S3—S3线的剖面图。

[图6]图6是涉及本发明第一实施形态的、在密封部分的微小间隙形成的工作流体的气压力分布图。

[图7]图7是涉及本发明第一实施形态的密封部分中薄板密封片的主要部分的剖面图，表示了与转轴的轴线方向交叉的躯干部的剖面，同时以矢量形式标识了作用于躯干部的压力。

[图8]图8是说明在外壳的内壁面形成连接多个连接通道的开口的槽部的示例图。

[图9]图9是说明连接通道形成为狭缝状的示例图。

[图10]图10是将凸部设置成分体结构部件的示例图。

[图11]图11是在密封体设置凸部的示例图。

[图12]图12是在密封体设置凸部的示例图。

[图13]图13是第二实施形态中轴密封装置的纵剖面图。

[图14]图14是沿图13中的S4—S4线的剖面图。

本发明的具体实施形态

参照附图说明本发明的第一实施形态。

图1是本发明第一实施形态涉及的气体涡轮机（旋转机械）1的整体结构示意图。

如图1所示，气体涡轮机1包括吸入大量空气至内部进行压缩的压缩机（旋转机械）2、在被压缩机2压缩的压缩空气中混合燃料进行燃烧的燃烧器3、以及将从燃烧器3导入的燃烧气体的热能转换为旋转能的气体涡轮机（旋转机械）4。

压缩机2以及涡轮机4包括，各自一体形成且旋转地进行连接的转子2A、4A和包围转子2A、4A的定子2B、4B。此外，在以下的说明中，如果没有特别提起，将转子2A、4A的轴线O方向简单称为“轴线O方向”，将转子2A、4A的周向简单称为“周向”，将转子2A、4A的径向简单称为“径向”。

转子2A、4A包括转轴6c、6和在轴线O方向具有间隔固定的多个环形转动叶片组7c、7。各环形转动叶片组7c、7由在转轴6c、6的外周沿周向具有间隔固定的多个转动叶片构成。

定子2B、4B各自包括外罩2b、4b和在外罩2b、4b中沿轴线O方向具有间隔固定的多个环形固定叶片组5c、5。环形固定叶片组5c、5在各外罩2b、4b内表面部具有在周向具有间隔固定的多个固定叶片。在各固定叶片的前端形成了轮毂罩。该轮毂罩（定子）在周向被连接而整体上形成圆环状并且包围转轴6c、6的外周。

所述环形固定叶片组5c、5，各自与多个环形转动叶片组7c、7在轴线O方向交替配置。

在压缩机2以及涡轮机4中，为了防止工作流体（压缩空气或燃烧气体）g在轴线O方向上从高压侧向低压侧泄露，如图1所示，在各环形固定叶片组5c、5的轮毂罩设置了轴密封装置10c、10。此外，在外罩2b，4b中支撑转轴6c、6的轴支撑部（定子）2c、4c，为了防止工作气体g从高压侧向低压侧泄露，设置了轴密封装置10c、10。

下面说明涡轮机4的轴密封装置10的第一实施形态。此外，虽然以下说明的是涡轮机4的轴密封装置10，但是因为压缩机2的轴密封装置10c也基本是相同的结构，在此省略说明。

图2是沿图1中的S1—S1线的剖面图，图3是沿图2中的S2—S2线的剖面图。

涡轮机4的轴密封装置10，在环形固定叶片组5的轮毂罩和轴支撑部4c的内周面各自被支撑的圆环状外壳9内，由多个（在第一实施形态中是八个）以圆弧状延伸的密封部分11在周向配置而成。

外壳9沿着转轴6的外周在整个周向延伸，在其内部形成从径向内侧向外侧凹陷的圆环状容纳空间9a。如图3所示，外壳9的容纳空间9a，其开口侧，即，径向内侧部分成为了宽度尺寸（轴线O方向的尺寸）小的内侧空间9b。此外，从容纳空间9a的开口向径向外侧分开的空间，即，比内侧空间9b更靠径向外侧的空间成为了宽度尺寸大的外侧空间9c。上述内侧空间9b和外侧空间9c呈相互连通的状态。

即，外壳9的容纳空间9a包括内侧空间9b和外侧空间9c。内侧空间9b形成在容纳空间9a的径向内侧，外侧空间9c形成在容纳空间9a的径向外侧。内侧空间9b的沿轴线O方向的宽度比外侧空间9c的宽度小，内侧空间9b与外侧空间9c相互连通。

如图3所示，密封部分11由多个薄板密封片20构成的密封体12（参照图4）、剖面形成U字形的保持多个薄板密封片20的保持环13和14、对密封体12向径向内侧施力的弹性体15、将密封体12从轴线O方向夹住的高压侧的侧密封板16以及低压侧的侧密封板17构成。

图4是从轴线O方向观察的密封部分11的示意图。

如图4所示，在密封体12中多个薄板状薄板密封片20被层叠（参照图2），所述多个薄板密封片20的径向外侧的端部，即，薄板密封片20的后端20a侧被相互连接。

如图3所示，该薄板密封片20是主要由薄钢板形成的部件，从转轴6的周向观察形成T字形，其宽度方向沿转轴6的轴线O方向配置。即，薄板密封片20，其厚度方向朝向转轴6的周向配置。

所述薄板密封片20包括头部21、宽度和厚度比该头部21小的躯干部23、以及位于头部21和躯干部23之间且比上述部分宽度更小的首部22。所述薄板密封片20从转轴6的径向外侧朝向径向内侧，形成依次连续的头部21、首部22和躯干部23。

多个薄板密封片20，其各自的头部21被彼此焊接而相互连接。此外，多个薄板密封片20的躯干部23可以进行弹性形变，其各自的躯干部23的径向内侧端部，即，该薄板密封片20的前端20b是自由端。而且，当转轴6停止时，各薄板密封片20的前端20b侧与转轴6以规定的预压接触。

如图4所示，多个薄板密封片20在周向互相相距微小间隙s排列。多个薄板密封片20，因为其头部21的厚度比首部22及躯干部23的厚度大，在各自的厚度方向相互邻接的两个薄板密封片20的躯干部23之间形成微小的间隙s。

保持环13、14是在转轴6的周向延伸的部件，其中任一在包括轴线O的剖面形成U字形。构成各保持环13、14的U字内侧的槽部的宽度（在转轴6的径向的槽部尺寸），比薄板密封片20的头部21沿径向的尺寸要大一些。薄板密封片20的头部21的高压侧部分被嵌入到保持环13的槽部内，薄板密封片20的头部21的低压侧部分被嵌入到保持环14的槽部内。由此，多个薄板密封片20的头部21被保持环13、14保持。

高压侧的侧密封板16以及低压侧的侧密封板17，其任一厚度方向朝向轴线O的方向，从转轴6的轴线O方向观察时的形状是圆弧带状。此外，高压侧的侧密封板16以及低压侧的侧密封板17包括径向外侧的端部的基底部16a和17a、从该基底部16a和17a向径向内侧延伸的密封板部16b和17b。基底部16a和17b，其厚度（沿轴线O方向尺寸）比密封板部16b和17b厚，以密封板部16b和17b为基准向轴线O方向突出。进一步地，低压侧的侧密封板17的径向尺寸被设定成比高压侧的侧密封板16的径向尺寸短。

高压侧的侧密封板16的基底部16a在进入薄板密封片20的头部21和躯干部23之间的高压侧凹部的状态下，被保持环13从高压侧压住。

由此，高压侧的侧密封板16面向低压侧的板面16c被固定成覆盖密封体12的高压侧。

此外，在第一实施形态中，高压侧的侧密封板16的径向内侧端部，即，高压侧的侧密封板16的前端，延伸至容纳空间9a的径向内侧开口。由此，从容纳空间9a向径向内侧延伸的薄板密封片20的前端20b比高压侧的侧密封板16的前端更向径向内侧延伸。

低压侧的侧密封板17的基底部17a在进入薄板密封片20的头部21和躯干部23之间的低压侧凹部的状态下，被保持环14从低压侧压住。基底部17a在薄板密封片20的首部22和保持环14之间被夹入。

由此，低压侧的侧密封板17面向高压侧的板面17c被固定成覆盖密封体12的低压侧。

此外，在第一实施形态中，低压侧的侧密封板17的径向内侧端部，即，低压侧的侧密封板17的前端，位于比容纳空间9a的径向内侧的开口更靠径向外侧的位置。

如图3所示，上述密封部分11在外壳9的容纳空间9a被收容且与其留有间隙。

更具体地，保持薄板密封板20的头部21的保持环13、14被收容在容纳空间9a的外侧空间9c，高压侧的侧密封板16以及低压侧的侧密封板17和薄板密封片20的躯干部23被收容在容纳空间9a的内侧空间9b。此外，躯干部23的前端，即，薄板密封片20的前端20b从容纳空间9a的开口向转轴6突出。

该密封部分11，因保持环13、14与外壳9的外侧空间9c的内壁面9c干涉，其径向位移受到限制，同时，因高压侧的侧密封板16以及低压侧的侧密封板17与外壳9的内侧空间9b的内壁面干涉，其沿轴线O方向的位移受限于规定的范围内。此外，该密封部分11通过设置在外侧空间9c的弹性体15的作用，向径向内侧施力。

当运转气体涡轮机1时，上述密封部分11被燃烧气体g的压力的按压向低压侧发生位移，如图3所示，低压侧的侧密封板17的板面17d被压在与轴线O方向相对的外壳9（内侧空间9b）的内壁面9e。

在此，在第一实施形态中，在所述外壳9的容纳空间9a中朝向低压侧的内壁面9e的径向内侧端部，即，在该内壁面9e的前端，形成有朝向密封体12在轴线O方向上突出的凸部（围堰部）9f。即，在所述内壁面9e，比低压侧的侧密封板17的前端更靠近径向内侧的位置形成有向密封体12突出的凸部9f。

此外，该凸部9f从内壁面9e突出的高度被设定为，当密封部分11被燃烧气体g的压力的按压向低压侧发生位移时，与密封体12的低压侧之间形成微小间隙的程度。

图5是沿图3中的S3—S3线的剖面图。

在所述外壳9的内壁面9e中比凸部9f更靠近径向外侧，且比低压侧的侧密封板17的前端更靠近径向内侧的部分，开设有连接通道9g。该连接通道9g，其一侧开口开设在内壁面9e，而另一侧开设在低压侧区域。该连接通道9g在外壳9中贯穿设置使其沿轴线O方向延伸，与该连接通道9g的延伸方向正交的剖面形状形成大致圆形。此外，如图5所示，所述连接通道9g在周向具有间隔形成多个。

下面说明上述轴密封装置10的作用。

当气体涡轮机1从停止状态启动时，低压侧区域和高压侧区域的压力差变大，与此成比例地密封部分11朝向低压侧区域被燃烧气体g挤压。此时，从高压侧区域向低压侧区域流动的燃烧气体g通过密封体12的薄板密封片20的微小间隙s。

进而，当低压侧区域和高压侧区域之间的压力差变得比规定值大时，因燃烧气体g将密封体12以及低压侧的侧密封板17整体按压，该低压侧的侧密封板17的朝向低压侧的板面17d紧贴在内壁面9e。

另一方面，流入各微小间隙s的燃烧气体g，如图6及图7所示，经由微小间隙s沿着与周向相对的上表面20p和下表面20q，从角部r1向角部r2放射状流动。

即，因为低压侧的侧密封板17的径向尺寸被设定为比高压侧的侧密封板16的径向尺寸小，如图6所示，在薄板密封片20的前端20b中位于高压侧的角部r1处气压最高，形成朝向对角的角部r2气压缓慢减弱的气压力分布40a。

如图6所示，在气压力分布40a中，低压区域向薄板密封片20的后端20a扩展。因此，如图7所示，施加于各薄板密封片20的上表面20p以及下表面20q的气压力分布40b、40c，形成越靠近薄板密封片20的前端20b变得越大且越朝向后端20a变得越小的三角分布形状。

如图7所示，上表面20p及下表面20q各自的气压力分布40b、40c成为近似相等的形状，但是因为各薄板密封片20被配置成向转轴6的外周面切线方向倾斜，前述上表面20p及下表面20q的各自压力分布40b、40c的相对位置会错开。因此，从薄板密封片20的后端20a朝向前端20b的任意点P上产生上表面20p与下表面20q的气压差，施加在下表面20q的气压变得比施加在上表面20p的气压高。由此，在薄板密封片20的前端20b产生从转轴6朝向上浮方向的上浮力F_L。（参照图6）

如上所述，上浮力F_L作用于薄板密封片20，对动压效果引起的上浮力进行辅助。

在此，基于图6所示的气压力分布40a从角部r1朝向位于该角部r1的对角位置的角部r2的燃烧气体g，向径向内侧缓慢回旋，最终在薄板密封片20的低压侧排出。由此从薄板密封片20向低压侧排出的燃烧气体g，沿着薄板密封片20的低压侧朝向径向内侧流动，即，成为下行流动d而流动。

上述下行流动d朝向径向内侧流动的结果到达薄板密封片20的前端，此时，如果薄板密封片20的前端20b和转轴6的外周面之间形成间隙，因紊流会成为在薄板密封片的前端20b发生颤动的主要原因。

对此，在第一实施形态中，因为在外壳9的内壁面9e的径向内侧端部形成凸部9f，所述下行流动d被该凸部9f阻断其流动。即，凸部9f被当做阻断下行流动d的围堰部。

进而，基于上述被阻断的下行流动d的流体的流动，经由在外壳9形成的连接通道9g引导至低压侧区域。由此，可以避免下行流动d到达薄板密封片的前端。

因此，即使在薄板密封片20的前端20b和转轴6的外周面之间形成了不希望的间隙，也可以防止在该薄板密封片20的前端20b发生基于所述下行流动d的紊流。由此，因为可以防止在薄板密封片20发生颤动，可以提高耐久性。

此外，如果利用具有上述轴密封装置10的气体涡轮机1，则因为该轴密封装置10寿命长，可以提高维护性。

此外，作为第一实施形态的变形例，例如如图8所示，可以在外壳9的容纳空间9a中的内壁面9e形成槽部9h。即，该槽部9h是以轴线O为中心以圆环状凹陷的环形槽，将在周向具有间隔形成的多个连接通道9g的低压侧开口互相连接。

在此，当设有多个连接通道9g时，在外壳9的内壁面9e，沿其周向交替配置存在连接通道9g的区域和不存在连接通道9g的区域。由此，因为内壁面9e在周向形成不均匀的形状，所以基于被凸部9f阻断的下行流动d的流动变得不均匀，不能将该下行流动d顺利地引导至低压侧区域。

对此，在第一实施形态的变形例中，因为形成了连接多个连接通道9g的高压侧开口的所述槽部9h，可以使该内壁面9e的形状在周向一致。由此，因为可以避免下行流动d被内壁面9e扰乱，可以防止基于下行流动d的流动变得不均匀，将该流动顺利地引导至低压侧区域。

此外，在第一实施形态中，连接通道9g的与轴线O正交的剖面形状是圆形，但其并不限于此，例如如图9所示，也可以形成沿周向延伸的狭缝形状。即，该连接通道9g，与轴线O正交的剖面形状是遍及周向规定范围的长条形。

在这种情况下，与连接通道9g的剖面形状为圆形的情况相比，可以使内壁面9e的形状在周向变得均匀。由此，与所述第一实施形态的变形例相同，可以避免下行流动d被内壁面9e扰乱，防止基于下行流动d的流动变得不均匀，可以将该流动顺利地引导至低压侧区域。

此外，将连接通道9g制成狭缝形状且形成所述槽部9h时，由于两个结构的叠加效果，可以将基于下行流动d的流动更加顺利地引导至低压侧区域。

进而，例如如图10所示，可以将凸部18和外壳9作为分别形成的部件构成。即，作为分别形成的部件的凸部18，可在外壳9的容纳空间9a中的内壁面9e的前端以可安装的方式构成，例如如图10所示，可以以凸部18的一部分从连接通道9g的低压侧开口插入的方式固定在外壳9。

将上述凸部18作为分别形成的部件时，不需要对外壳9的内壁面9e另外实施为了形成凸部18的加工。因此，可以使外壳9的内壁面9e的加工工程变得更加简易。

此外，作为分别形成的部件的凸部18，可以用与外壳9相同的材料制成，也可以用不同的材料制成。此外，作为凸部18的材料，可以优选地选用线膨胀系数小的金属制成。

进一步地，该凸部18可以通过例如焊接、螺丝固定等方式固定在外壳9。

此外，虽然在第一实施形态中将凸部9f设置在外壳9的内壁面9e，但是，例如如图11所示，也可以在密封体12形成凸部12a。即，也可以在构成密封体12的各薄板密封片20的低压侧端部，一体形成进一步朝向低压侧，即，朝向外壳9的内壁面9e突出的凸部12a。

在这种情况下，因为密封体12的凸部12a作为阻断下行流动d的围堰部而起作用，也可以获得与第一实施形态相同的作用效果。

此外，不需要对大型的外壳9本身进行加工，只要在构成密封体12的薄板密封片20实施形成凸部12a的加工即可，所以可以更容易地设置阻断下行流动d的围堰部。

此外，形成于上述密封体12的凸部12a，不仅可以如图11所示仅将径向的一部分向外壳9的内壁面9e侧突出，而且也可以如图12所示，从与外壳9的内壁面9e的前端相对的位置在径向内侧的整个区域突出。由此，也可以可靠地阻断下行流动d。

下面针对本发明第二实施形态的轴密封装置，参照图13及图14进行说明。在图13及图14中，与第一实施形态相同的结构要素标有相同的符号，省略详细的说明。

相比于在第一实施形态中由设置在外壳9的凸部9f构成阻断下行流动d的围堰部，在第二实施形态中，围堰部由通过低压侧的侧密封板17的肋条51设置的圆弧状部件52构成。

即，在第二实施形态的低压侧的侧密封板17的前端，即，径向内侧的端部，从该端部进一步向径向内侧延伸的多个肋条51被设置为，在周向上具有间隔。该肋条51与低压侧的侧密封板17一体形成，各肋条51的沿轴线O方向的厚度与低压侧的侧密封板17沿轴线O方向的厚度相同，或者比低压侧的侧密封板17沿轴线O方向的厚度小。此外，多个肋条51的径向尺寸全部相同。

此外，在上述多个肋条51的前端，即，在径向内侧的端部，在周向延伸使得所述端部相互连接地一体形成有圆弧状部件52。该圆弧状部件52被形成为，以轴线O为中心呈圆弧状，其沿轴线O方向的厚度比低压侧的侧密封板17的沿轴线O方向的厚度小。例如，优选地，可以将圆弧状部件52的沿轴线O方向的厚度设定为比低压侧的侧密封板17的沿轴线O方向的厚度小一成左右的尺寸。此外，在第二实施形态中，所述圆弧状部件52的径向内侧的端部和外壳9的容纳空间9a的径向内侧的端部被配置在大致相同的径向位置。

如上所述，通过在低压侧的侧密封板17的前端形成肋条51和圆弧状部件52，形成作为由低压侧的侧密封板17的前端、肋条51以及圆弧状部件52围成的空间的非接触部（ぬすみ）部53。上述非接触部部53，如图14所示，在肋条51之间沿周向相隔配置。

此外，形成在外壳9的连接通道9g的低压侧开口的径向上位置，被配置在低压侧的侧密封板17的前端和圆弧状部件52之间，由此，连接通道9g连通非接触部部53和低压侧区域。

此外，低压侧的侧密封板17、肋条51以及圆弧状部件52，可以通过例如对一片板材进行刻蚀加工的方式容易地成形。

在如上所述的第二实施形态的轴密封装置10中，在低压侧的侧密封板17的前端通过肋条51设置的所述圆弧状部件52被当做下行流动d的围堰部。即，沿着密封体12的低压侧流动的下行流动d被圆弧状部件52阻断其流动，基于该下行流动的流动经由连接通道9g被引导至低压侧区域。

由此，与第一实施形态相同，可以避免下行流动d到达薄板密封片20的前端，即使在薄板密封片20的前端20b和转轴6的外周面之间形成了不希望的间隙，也可以防止在该薄板密封片20的前端20b发生基于所述下行流动d的紊流。因此，因为可以防止在薄板密封片20发生颤动，可以提高耐久性。

此外，在第二实施形态中，与第一实施形态相同，可以在外壳9的容纳空间9a中的内壁面9e形成连接连接通道9g的低压侧开口的槽部9h。

此外，连接通道的与轴线O正交的剖面形状可以是圆形，也可以是狭缝形状。

进一步地，在第二实施形态中，虽然说明的是肋条51及圆弧状部件52各自与低压侧的侧密封板17一体形成的例子，但也可以是上述肋条以及圆弧状部件52与低压侧的侧密封板17分别形成而安装的结构。

以上，对本发明的实施形态进行了详细的说明，但是只要没有超出本发明的技术思想，则不限于上述实施形态，可以实施各种设计变更。

例如，在上述实施形态中将外壳9与定子（轮毂罩、轴支撑部2c、4c）作为分别形成的部件，但也可以将其一体形成。

此外，在实施形态中说明的是连接通道9g相对于轴线O平行延伸的例子，但连接通道9g也可以相对于轴线O倾斜延伸。此外，连接通道9g不仅可以沿直线延伸，也可以是弯曲延伸的结构。即，也可以是连接通道9g的一端开设在外壳9的内壁面9e，另一端朝向低压侧区域开设的其他结构。

产业上的应用可能性

本发明提供一种轴密封装置，以及具有该轴密封装置的旋转机械，该轴密封装置在转子和包围该转子的外周侧的定子之间设有环形空间，将该环形空间在所述转子的轴线方向分为低压侧区域和高压侧区域，且所述轴密封装置包括：被固定在所述定子的外壳；从该外壳向转子的径向内侧延伸的薄板密封片在所述转子的周向层叠多个而形成的密封体；沿着该密封体的低压侧配置，且利用从高压侧向低压侧作用的流体的压力，面向低压侧的一面被压在与所述轴线方向相对的所述外壳的内壁面的板状体，在该板状体的所述径向内侧形成阻断沿所述密封体的低压侧朝向所述径向内侧的流体流动的围堰部，在所述外壳中形成将被所述围堰部阻断的所述流体的流动向所述低压侧区域引导的连接通道。由此，可以提供能够抑制薄板密封片的颤动，提高耐久性的轴密封装置，以及具有该轴密封装置的旋转机械。

符号说明

1气体涡轮机2压缩机2A转子2B定子3燃烧器4涡轮机4A转子4B定子5环形固定叶片组5c环形固定叶片组6转轴6c转轴7环形转动叶片组7c环形转动叶片组9外壳9a容纳空间9b内侧空间9c外侧空间9e内壁面9f凸部（围堰部）9g连接通道9h槽部10轴密封装置10c轴密封装置11密封部分12密封体12a凸部（围堰部）13保持环14保持环15弹性体16高压侧的侧密封板16a基底部16b密封板部16c板面17低压侧的侧密封板17a基底部17b密封板部17c板面17d板面18凸部（围堰部）20薄板密封片20a后端20b前端20p上表面20q下表面21头部22首部23躯干部40a气压力分布40b气压力分布40c气压力分布51肋条52圆弧状部件53非接触部部r1角部r2角部g燃烧气体d下行流动O轴线。

Claims (6)

1.一种轴密封装置，其设置在转子和包围该转子的外周侧的定子之间的环形空间，将该环形空间在所述转子的轴线方向分为低压侧区域和高压侧区域，包括：

外壳，其被固定在所述定子；

密封体，其将从该外壳朝向所述转子的径向内侧延伸的薄板密封片在所述转子的周向层叠多个而形成；

板状体，其沿着该密封体的低压侧配置，利用从高压侧向低压侧作用的流体的压力，面向低压侧的一面被压在与所述轴线方向相对的所述外壳的内壁面，

在所述板状体的所述径向内侧，形成阻断沿所述密封体的低压侧朝向所述径向内侧的流体的流动并且防止所述流体的流动到达所述薄板密封片的前端的围堰部，

在所述外壳内部，形成有从径向内侧向外侧凹陷的圆环状容纳空间，

在所述外壳，形成将被所述围堰部阻断的所述流体的流动向所述低压侧区域引导、一端侧开口开设在朝向所述容纳空间的低压侧的内壁面并且另一端侧开设在低压侧区域的连接通道。

2.根据权利要求1所述的轴密封装置，其中，

所述围堰部包括：被设置在所述密封体以及与所述密封体在所述轴线方向相对的所述外壳的内壁面的任一方且向另一方突出的凸部。

3.根据权利要求1所述的轴密封装置，其中，所述围堰部通过肋条进行设置并且利用在所述转子的周向延伸的圆弧状部件而构成，所述肋条从所述板状体的所述径向内侧的端部进一步向所述径向内侧延伸。

4.根据权利要求1所述的轴密封装置，其中，所述连接通道在所述周向上具有间隔地形成多个。

5.根据权利要求4所述的轴密封装置，其中，在所述外壳的所述内壁面，形成将多个所述连接通道的所述低压侧的开口互相连接的槽部。

6.一种旋转机械，包括根据权利要求1至5中任一项所述的轴密封装置。