CN103842695A - 轴密封装置及具备该轴密封装置的旋转机械 - Google Patents

Abstract

轴密封装置设于转子与包围转子的外周侧的定子之间的环状空间，将环状空间沿转子的轴线方向分为低压侧区域与高压侧区域，该轴密封装置具备：密封体，使从定子向转子的径向内侧延伸的薄板密封片在转子的周向上层叠多个而成；及高压侧侧板，以沿着密封体的高压侧的方式从定子向径向内侧延伸，且在周向上被分割为多个，该轴密封装置还具备刚性赋予单元，对高压侧侧板的朝向高压侧区域的面的一部分赋予轴线方向的刚性。

Description

轴密封装置及具备该轴密封装置的旋转机械

技术领域

本发明涉及密封转子与定子之间的环状空间且将该环状空间分为低压侧区域与高压侧区域的轴密封装置及具备该轴密封装置的旋转机械。

本申请关于2011年10月26日提交的日本申请2011-234825号主张优先权，将其内容援用于本文中。

背景技术

在燃气轮机、蒸汽轮机等旋转机械的转子周围，为了减少从高压侧向低压侧流动的工作流体的泄漏量而设有轴密封装置。作为这种轴密封装置的一个例子，例如公知有以下的专利文件1中所记载的轴密封装置。

该轴密封装置具备：设于定子的外壳；及由多个薄板密封片构成的密封体。

密封体的多个薄板密封片将各自的厚度方向朝向转子的周向，彼此空开微小间隙进行层叠。各薄板密封片以其径向内侧的端部（前端）比其径向外侧的端部（后端）位于转子的旋转方向前方侧的方式倾斜地配置，后端彼此连接，且前端形成自由端。

在如此概略构成的轴密封装置中，转子静止时各薄板密封片的前端与转子接触。并且，若转子旋转则由于通过转子的旋转产生的动压效应，薄板密封片的前端从转子的外周上浮而与转子呈非接触状态。因此，在该轴密封装置中，能够抑制各薄板密封片的损耗，密封寿命延长。

此外，在上述机构中，由低压侧旁侧密封板覆盖密封体的流体低压区域侧的轴向一端部，且由高压侧旁侧密封板覆盖密封体的流体高压区域侧的轴向另一端部。并且，通过这些低压侧侧板及高压侧侧板，限制了工作流体向薄板密封片的微小间隙的流动。

在此，低压侧侧板及高压侧侧板通常沿周向被分割为多个，且彼此具有分割间隙地配置。

专利文献1：日本专利第3616016号公报

发明内容

然而，在旋转机械中有时会在旋转方向上产生旋流。若在该旋流速度较大的位置使用上述轴密封装置，则由于流体高压区域侧的旋流及高压侧侧板/低压侧侧板的分割部分附近的不均匀的流动，有时会在高压侧侧板产生压力变动，而在高压侧侧板产生颤振。在这种情况下，例如在包括高压侧侧板的分割部附近的位置处，高压侧侧板可能会产生不良状况。

本发明考虑到以上情况而作出，提供能够防止颤振的轴密封装置及具备该轴密封装置的旋转机械。

即，本发明的第一实施方式涉及的轴密封装置是设于转子与包围该转子的外周侧的定子之间的环状空间、且将该环状空间沿所述转子的轴线方向分为低压侧区域及高压侧区域的轴密封装置，其特征在于，具备：密封体，具有薄板密封片，该薄板密封片从所述定子向所述转子的径向内侧延伸且在所述转子的周向上层叠了多个；高压侧侧板，以沿着该密封体的高压侧的方式从所述定子向所述径向内侧延伸且在所述周向上被分割为多个；及刚性赋予单元，对该高压侧侧板的朝向所述高压侧区域的面的一部分赋予所述轴线方向的刚性。

在该轴密封装置中，由于在高压侧侧板设有刚性赋予单元，所以能够强化该高压侧侧板的厚度方向的刚性。由此，抵抗振动的强度增强，能够防止颤振。

此外，由于刚性赋予单元仅仅设于高压侧侧板的一部分，所以高压侧侧板的刚性不会被过度强化。因此，高压侧侧板的刚性虽然得到强化，但是仍然残留有能够与密封体的形状变化对应的程度的柔软性，所以能够使该高压侧侧板接触且追随于密封体的侧面。

此外，上述轴密封装置的特征在于，所述刚性赋予单元以层叠于所述高压侧侧板的朝向所述高压侧区域的面的方式从所述定子向所述径向内侧延伸，且该延伸长度设定得比所述高压侧侧板短。

根据这种结构，能够通过支撑板部可靠地强化高压侧侧板的刚性。

此外，由于在高压侧侧板的径向内侧部分设有支撑板部，所以能够确保该高压侧侧板的径向内侧部分的柔软性，使该部分可靠地追随于密封体。

此外，上述轴密封装置优选为，所述支撑板部由层叠于所述轴线方向上的多个板片构成，该多个板片越配置于所述高压侧区域，则所述延伸长度设定得越短。

由此，能够从径向内侧向径向外侧阶段性地对刚性进行强化，且能够从径向外侧向径向内侧阶段性地确保对密封体的追随性。

此外，上述轴密封装置也可以为，所述刚性赋予单元是肋，该肋在所述高压侧侧板的朝向所述高压侧区域的面沿周向空开间隔地设有多个。

根据该结构，高压侧侧板通过肋进行补强，能够可靠地对其刚性进行强化。

此外，由于能够在未设有肋的位置确保柔软性，所以能够可靠地追随于密封体。

此外，上述轴密封装置优选为，所述薄板密封片随着朝向所述径向内侧而朝向所述转子的旋转方向前方侧延伸，所述肋随着朝向所述径向内侧而朝向所述旋转方向前方侧延伸。

由此，能够在高压侧侧板的整个区域设置肋，所以能够在整个区域对该高压侧侧板的刚性进行强化。

此外，上述轴密封装置也可以为，所述刚性赋予单元是将所述高压侧侧板的一部分从所述高压侧区域一侧向低压侧区域一侧推压的弹性部件。

根据这种结构，弹性部件向密封体侧推压高压侧侧板，从而能够对高压侧侧板赋予刚性，能够抑制转子旋转时的高压侧侧板的振动。

此外，本发明涉及的轴密封装置还可以具备翅片，该翅片在所述刚性赋予单元的所述高压侧区域一侧沿所述径向延伸且沿周向空开间隔地设置多个，并分别抑制沿所述周向流通的流体。

根据这种结构，通过翅片能够降低高压侧区域的旋流，并且能够抑制不均匀的流动，所以能够可靠地防止高压侧侧板的颤振。

此外，本发明的第二实施方式涉及的旋转机械的特征在于，具备上述中任一项记载的轴密封装置。

根据这种结构，由于具备上述中任一项记载的轴密封装置，所以能够使高压侧侧板追随于密封体，且对该高压侧侧板的刚性进行强化，形成能够防止颤振的旋转机械。

根据本发明涉及的轴密封装置及具备该轴密封装置的旋转机械，能够通过刚性赋予单元强化高压侧侧板的刚性并确保该高压侧侧板对密封体的追随性，所以能够防止颤振。

附图说明

图1是本发明的实施方式涉及的燃气轮机（旋转机械）的概略整体结构图。

图2是图1中的S1-S1线剖视图。

图3是本发明的第一实施方式涉及的轴密封装置在图2中的S2-S2线剖视图。

图4是从轴向的一侧向另一侧观察本发明的第一实施方式涉及的轴密封装置而获得的概略图。

图5是从轴向的一侧向另一侧观察本发明的第一实施方式涉及的轴密封装置的高压侧侧板而获得的概略图。

图6是从本发明的第一实施方式涉及的轴密封装置的径向内侧向径向外侧观察而获得的概略图。

图7是本发明的第二实施方式涉及的轴密封装置在图2中的S2-S2线剖视图。

图8是从轴向的一侧向另一侧观察本发明的第二实施方式涉及的轴密封装置的高压侧侧板而获得的概略图。

图9是从本发明的第二实施方式涉及的轴密封装置的径向内侧向径向外侧观察而获得概略图。

图10是本发明的第三实施方式涉及的轴密封装置在图2中的S2-S2线剖视图。

图11是从轴向的一侧向另一侧观察本发明的第三实施方式涉及的轴密封装置的高压侧侧板而获得的概略图。

图12是从本发明的第三实施方式涉及的轴密封装置的径向内侧向径向外侧观察而获得的概略图。

图13是从轴向的一侧向另一侧观察本发明的第三实施方式的变形例涉及的轴密封装置的高压侧侧板而获得的概略图。

图14是从本发明的第四实施方式涉及的轴密封装置的径向内侧向径向外侧观察而获得的概略图。

图15是本发明的第四实施方式涉及的轴密封装置在图2中的S2-S2线剖视图。

图16是从轴向的一侧向另一侧观察本发明的第四实施方式涉及的轴密封装置的高压侧侧板而获得的概略图。

图17是从本发明的第四实施方式涉及的轴密封装置的径向内侧向径向外侧观察而获得的概略图。

具体实施方式

（第一实施方式）

以下，参照附图，对本发明的第一实施方式涉及的旋转机械进行说明。

图1是本发明的实施方式涉及的燃气轮机（旋转机械）1的概略整体结构图。

如图1所示，燃气轮机1具备压缩机（旋转机械）2、燃烧器3及涡轮（旋转机械）4。

压缩机2将大量的空气引入到内部并对该空气进行压缩。燃烧器3将燃料混合于由压缩器2压缩后的压缩空气中并使其燃烧。涡轮4将从燃烧器3导入的燃烧气体的热能转换为旋转能量。

压缩机2及涡轮4具备以分别一体地旋转的方式而连接的转子2A、4A、包围转子2A、4A的外周侧的定子2B、4B。另外，在以下的说明中，只要没有特殊说明，就将转子2A、4A的轴线O方向简称为“轴线O方向”，将转子2A、4A的周向简称为“周向”，将转子2A、4A的径向简称为“径向”。

转子2A、4A具有：旋转轴6c、6；及沿轴线O方向空开间隔地被固定的多个环状动叶栅7c、7。各环状动叶栅7c、7构成为具有在旋转轴6c、6的外周沿周向彼此空开间隔地被固定的多个动叶片。

定子2B、4B分别具有：外壳2b、4b；及在外壳2b、4b内沿轴线O方向空开间隔地被固定的多个环状静叶栅5c、5。

环状静叶栅5c、5具有在各外壳2b、4b内表面沿周向彼此空开间隔地被固定的多个静叶片。各静叶片的前端形成有轮毂围带。轮毂围带（定子）在周向上被连接而整体为圆环状，且包围旋转轴6c、6的外周。

该环状静叶栅5c、5分别与多个环状动叶栅7c、7沿轴线O方向交替地配置。

在压缩机2及涡轮4中，为了防止工作流体（压缩空气或燃烧气体）g从高压侧向低压侧沿轴线O方向漏出，如图1所示，在各环状静叶栅5c、5的轮毂围带设有轴密封装置10c、10。此外，外壳2b、4b在支撑旋转轴6c、6的轴承部（定子）2c、4c也设有轴密封装置10c、10，用于防止工作流体g从高压侧向低压侧漏出。

以下，对涡轮4的轴密封装置10的实施方式进行说明。另外，以下对涡轮4的轴密封装置10进行说明，但是由于压缩机2的轴密封装置10c也具有基本相同的结构，所以省略其说明。

图2是图1中的S1-S1线剖视图，图3是图2中的S2-S2线剖视图。

如图2所示，涡轮4的轴密封装置10中，在分别由环状静叶栅5的轮毂围带及轴承部4c的内周面支撑的环状空间即外壳9内，呈圆弧状延伸的密封扇形体11沿周向设置为多个（本实施方式为8个）。密封扇形体11以随着从径向外侧朝向径向内侧而朝向旋转方向前方侧的方式被分割。

外壳9沿着旋转轴6的外周在整个周向上延伸（参照图3），并形成有圆环状的收容空间9a。如图3所示，将外壳9的收容空间9a的开口侧即径向内侧的部分作为宽度尺寸（轴线O方向的尺寸）形成得较小的内侧空间9b。此外，将从收容空间9a的开口向径向外侧背离的空间即比内侧空间9b靠径向外侧的空间作为宽度尺寸形成得较大的外侧空间9c。上述内侧空间9b与外侧空间9c彼此呈连通状态。并且，该内侧空间9b的开放部9d朝向径向内侧的旋转轴6。

如图3所示，密封扇形体11具备：密封体12（参照图4）；保持环13、14；高压侧侧板16及低压侧侧板17；及刚性赋予单元30。

密封体12具有多个薄板密封片20。保持环13、14呈截面U字状且对多个薄板密封片20进行保持。高压侧侧板16及低压侧侧板17设置为从轴线O方向夹持密封体12。

图4是从轴线O方向的一侧向另一侧观察密封扇形体11而获得的概略图。

如图4所示，密封体12层叠有多个薄板状的薄板密封片20（参照图2），这些多个薄板密封片20的径向外侧的端部即薄板密封片20的后端20a侧相互连接。如图2所示，多个薄板密封片20配置为随着从径向外侧朝向径向内侧而朝向旋转方向前方。

此外，薄板密封片20是主要由较薄的钢板形成的部件，如图3所示，从旋转轴6的周向观察形成为T字状，其宽度方向朝向旋转轴6的轴线O方向而配置。换言之，薄板密封片20配置为其厚度方向朝向旋转轴6的周向。

薄板密封片20具有：头部21；主体部23，宽度尺寸及厚度尺寸形成得小于该头部21；及颈部22，位于头部21与主体部23之间，宽度尺寸形成得小于头部21及主体部23。该薄板密封片20以从旋转轴6的径向外侧朝向径向内侧按照头部21、颈部22、主体部23的顺序连续的方式形成。

多个薄板密封片20的各头部21彼此焊接而相互连接。此外，多个薄板密封片20的主体部23设为能够产生弹性变形，各主体部23的径向内侧的端部即该薄板密封片20的前端20b为自由端。并且，在旋转轴6停止时，各薄板密封片20的前端20b侧通过预定的预压而与旋转轴6接触。

如图4所示，多个薄板密封片20彼此沿着周向空开微小间隙而配置。通过使多个薄板密封片20的头部21的厚度尺寸大于颈部22及主体部23的厚度尺寸，在各厚度方向上彼此相邻的两个薄板密封片20的主体部23之间形成微小间隙s。

由这样的多个薄板密封片20构成的密封体12中，各薄板密封片20的主体部23的侧端部20c集合多个而形成为小口状的高压侧端部（另一端部）12c朝向流体高压区域（轴向另一侧），主体部23的侧端部20d集合多个而形成为小口状的低压侧端部12d朝向流体低压区域（轴向一侧）。

保持环13、14是沿旋转轴6的周向延伸的部件，均在包含轴线O的截面上呈U字状。薄板密封片20的头部21的高压侧的部分嵌入到保持环13的槽部内，薄板密封片20的头部21的低压侧的部分嵌入到保持环14的槽部内。由此，多个薄板密封片20的头部21由保持环13、14保持。

如图2所示，高压侧侧板16将厚度方向朝向轴线O方向，从旋转轴6的轴线O方向观察的形状呈圆弧带状。此外，该高压侧侧板16以随着从径向外侧朝向径向内侧而朝向旋转方向前方侧的方式沿轴向被分割为多个（本实施方式为8个）。此外，分割后的高压侧侧板片16p配置为在彼此相邻的高压侧侧板片16p之间具有间隙。

此外，如图3所示，高压侧侧板16具有：径向外侧的端部的基部16a；及从该基部16a向径向内侧延伸的密封板部16b。

高压侧侧板16的基部16a以进入到薄板密封片20的头部21与主体部23之间的高压侧的凹部的状态，由保持环13进行保持以避免朝径向脱落。此外，基部16a的厚度（轴线O方向尺寸）比密封板部16b的厚度（轴线O方向尺寸）大，以密封板部16b为基准而向轴线O方向突出。

高压侧侧板16的密封板部16b的径向外侧的端部与基部16a的径向外侧的端部对齐，且以层叠于该基部16a的朝向流体高压区域的面的方式，向径向内侧延伸。此外，密封板部16b的端部即密封板部16b的前端延伸至收容空间9a的径向内侧的开放部9d。由此，从收容空间9a向径向内侧延伸的薄板密封片20的前端20b比高压侧侧板16的前端向径向内侧延伸。

刚性赋予单元30以层叠于高压侧侧板16的朝向流体高压区域的面的方式配置，对高压侧侧板16的一部分赋予轴线O方向的刚性。刚性赋予单元30在本实施方式中具有支撑板部30a。支撑板部30a具有：层叠于密封板部16b的朝向流体高压区域的面的第一板片16c；及层叠于该第一板片16c的朝向流体高压区域的面的第二板片16d。

如图3、图5及图6所示，第一板片16c的径向外侧的端部与密封板部16b的径向外侧的端部对齐。第一板片16c以层叠于该密封板部16b的朝向流体高压区域的面的方式向径向内侧延伸。此外，第一板片16c的径向尺寸（延伸长度）比密封板部16b的径向尺寸（延伸长度）短。换言之，第一板片16c的端部即第一板片16c的前端比密封板部16b的前端向径向外侧延伸。

第二板片16d的径向外侧的端部与第一板片16c的径向外侧的端部对齐，且以层叠于该第一板片16c的朝向流体高压区域的面的方式向径向内侧延伸。此外，第二板片16d的径向尺寸（延伸长度）比第一板片16c的径向尺寸（延伸长度）短。换言之，第二板片16d的端部即第二板片16d的前端比第一板片16c的前端向径向外侧延伸。

由此，密封板部16b、第一板片16c、第二板片16d各自的径向尺寸（延伸长度）按该顺序变短而形成。换言之，支撑板部30a的径向长度比高压侧侧板16短。

此外，第一板片16c的径向尺寸（延伸长度）形成为密封板部16b的径向尺寸（延伸长度）的大约2/3。

此外，基部16a、密封板部16b、第一板片16c及第二板片16d在径向外侧通过例如点焊等进行固定。另一方面，在径向内侧为自由端。

此外，上述尺寸是一个例子，并不限定于该数字。

另一方面，低压侧侧板17的厚度方向朝向轴线O方向，从旋转轴6的轴线O方向观察的形状呈圆弧带状。此外，低压侧侧板17具有：径向外侧的端部的基部17a；及从该基部17a向径向内侧延伸的密封板部17b。

低压侧侧板17的基部17a以嵌入到薄板密封片20的头部21与主体部23之间的低压侧的凹部的状态，由保持环14从低压侧进行推压。

此外，基部17a的厚度（轴线O方向尺寸）比密封板部17b的厚度大，以密封板部17b为基准而向轴线O方向突出。

低压侧侧板17的密封板部17b的径向外侧的端部与基部17a的径向外侧的端部对齐。此外，密封板部17b以层叠于该基部16a的朝向流体高压区域的面的方式向径向内侧延伸。此外，密封板部17b的端部即密封板部17b的前端比收容空间9a的径向内侧的开放部9d向径向内侧延伸。此外，密封板部17b的径向尺寸比密封板部16b的径向尺寸短。

此外，基部17a及密封板部17b在径向外侧通过例如点焊等进行固定。

如图3所示，该密封扇形体11留有间隙地收容于外壳9的收容空间9a。

更具体而言，保持有薄板密封片20的头部21的保持环13、14收容于收容空间9a的外侧空间9c，高压侧侧板16及低压侧侧板17、薄板密封片20的主体部23收容于收容空间9a的内侧空间9b。并且，主体部23的前端即薄板密封片20的前端20b从收容空间9a的开口朝向旋转轴6突出。

该密封扇形体11中，保持环13、14与外壳9的外侧空间9c的内壁面相干扰而使径向的位移受到限制，并且高压侧侧板16及低压侧侧板17与外壳9的内侧空间9b的内壁面相干扰而使轴线O方向的位移被限制在预定的范围内。此外，该密封扇形体11通过配置于外侧空间9c的弹性体（未图示）向径向内侧被施力。

若使燃气轮机1运转，则上述密封扇形体11通过燃烧气体g的压力向流体低压区域侧位移。由此，如图3所示，低压侧侧板17的板面17d被压靠到与轴线O方向相向的外壳9（内侧空间9b）的内壁面9e。

接着，对如此构成的轴密封装置10中的燃烧气体g的流动及作用进行说明。

若燃气轮机1从停止状态起动，则低压侧区域与高压侧区域的压力差变大，与此成比例地，密封扇形体11通过燃烧气体g向低压侧区域被推压。此时，从高压侧区域流向低压侧区域的燃烧气体g通过密封体12的薄板密封片20的微小间隙s。

此外，若流体低压侧区域与流体高压侧区域的压力差增大到预定值以上，则燃烧气体g对密封体12及低压侧侧板17整体性地进行推压，从而该低压侧侧板17的朝向低压侧的板面17d紧贴于内壁面9e。

此外，在流体高压区域中，燃烧气体g将高压侧侧板16整体性地向密封体12进行推压。

在如此构成的轴密封装置10中，由于支撑板部30a设于密封板部16b的朝向流体高压区域的面，所以能够可靠地强化高压侧侧板16的刚性。由此，在燃气轮机1旋转时，即使在高压侧侧板16产生振动，也能够将强度强化到能够对抗该振动的程度。此外，由于高压侧侧板16的刚性较高，所以能够防止颤振，轴密封装置10不会发生损坏。

此外，由于支撑板部30a的径向尺寸比密封板部16b的径向尺寸短，所以高压侧侧板16的刚性不会被过度强化，支撑板部30a的径向内侧为自由端。由此，在燃气轮机1旋转时，薄板密封片20的自由端侧即前端20b即使发生形变，由于保留有能够与该薄板密封片20对应的程度的柔软性，所以也能够使高压侧侧板16可靠地追随于薄板密封片20。

此外，支撑板部30a的第二板片16d的径向尺寸比第一板片16c的径向尺寸短，所以能够从径向内侧向径向外侧对高压侧侧板16的刚性阶段性地进行强化。此外，能够从径向外侧向径向内侧阶段性地确保对薄板密封片20的追随性。由此，能够更加灵活地实现刚性的强化及追随性的确保。

此外，由于是仅在高压侧侧板16安装支撑板部30a的简易结构，所以能够容易地制造。

（第二实施方式）

以下，参照图7至图9，对本发明的第二实施方式涉及的旋转机械进行说明。

在本实施方式中，对与上述实施方式采用的部件相同的部件标注同一附图标记，并省略其说明。

第一实施方式的轴密封装置10中，刚性赋予单元30具有支撑板部30a，与此相对，本实施方式的轴密封装置10h中，刚性赋予单元30具有肋30b。

肋30b在密封板部16b的朝向流体高压区域的面沿周向空开间隔地设有多个。

多个肋30b分别以随着从密封板部16b的径向外侧朝向径向内侧而朝向旋转方向前方的方式配置。此外，肋30b的径向外侧的端部与密封板部16b的径向外侧的端部对齐，其径向内侧的端部与密封板部16b的径向内侧的端部对齐。

在此，作为在密封板部16b设置肋30b的方法，采用通过蚀刻而在密封板部16b的朝向流体高压区域的面实施表面加工而设置凹凸的方法。此外，还可以是将密封板部16b与肋30b作为不同部件而通过热压接或熔接将肋30b固定于密封板部16b的朝向流体高压区域的面的方法。

在如此构成的轴密封装置10h中，肋30b在从密封板部16b的朝向流体高压区域的面的径向外侧到径向内侧的整个区域，沿周向空开间隔地设有多个，因此能够在整个区域上对高压侧侧板16的刚性进行强化。

此外，由于能够在未设置肋30b的位置确保柔软性，所以能够使高压侧侧板16在整个区域追随于薄板密封片20。

此外，向流体高压侧区域侧突出的肋30b设于与沿周向产生的旋流正交的轴线O方向。因此，能够降低燃气轮机1旋转时产生的旋流的构成成分，抑制不均匀的流动。由此，能够可靠地防止高压侧侧板16的颤振。

此外，在高压侧侧板16的分割部分的旋转方向前方侧，形成以随着从径向外侧朝向径向内侧而朝向旋转方向前方的方式突出的形状。在此，肋30b与薄板密封片20同样地以随着从密封板部16b的径向外侧朝向径向内侧而朝向旋转方向前方的方式配置。由此，能够在高压侧侧板16的整个区域设置肋30b，所以能够在整个区域对该高压侧侧板的刚性进行强化。

（第三实施方式）

以下，参照图10至图12对本发明的第三实施方式涉及的旋转机械进行说明。

在该实施方式中，对与上述实施方式中采用的部件相同的部件标注同一附图标记，并省略其说明。

在第一实施方式的轴密封装置10中，刚性赋予单元30具有支撑板部30a，与此相对，在本实施方式的轴密封装置10j中，刚性赋予单元30具有弹性部件30c。

此外，在形成于外壳9的流体高压区域侧的内壁设有凹部9j。

弹性部件30c是在轴线O方向一侧与轴线O方向另一侧交替弯曲的板状部件，在密封板部16b的流体高压区域侧与该密封板部16b之间夹持推压部件16l而配置。弹性部件30c将密封板部16b的一部分从流体高压区域侧向流体低压区域侧推压。此外，弹性部件30c的弯曲的一侧由外壳9的凹部9j的流体高压区域侧的内壁支撑，弯曲的另一侧由推压部件16l支撑。在此，弹性部件30c例如是弹簧，对推压部件16l从流体高压区域侧向流体低压区域侧进行施力。

推压部件16l为圆弧状部件，设于密封板部16b的高压侧区域侧。此外，推压部件16l被弹性部件30c施力，从而将该弹性部件30c的作用力向密封板部16b传递，将该密封板部16b向薄板密封片20推压。

外壳9的凹部9j设于面向外壳9的内侧空间9b的流体高压侧区域的内壁面9k，是沿轴线O方向形成的凹形状，其内部配置有弹性部件30c。

在如此构成的轴密封装置10j中，弹性部件30c隔着推压部件16l，将该密封板部16b从流体高压区域侧向流体低压区域侧推压。

由此，即使薄板密封片20发生形变，也能够使高压侧侧板16可靠地追随于薄板密封片20，并且能够抑制该高压侧侧板16的振动。

因此，能够可靠地防止颤振。

此外，通过夹持推压部件16l，能够将推压部件16l的作用力传递到高压侧侧板16的整个区域，所以能够使高压侧侧板16追随于薄板密封片20的整个区域。

（第三实施方式的变形例）

作为第三实施方式的变形例，还可以将弹性部件与推压部件设为一体。即，如图13及图14所示，刚性赋予单元30由将密封板部16b从流体高压区域侧向流体低压区域侧推压的弹性部件30d构成。

弹性部件30d具有：能够弹性变形的弹性主体16s；及与该弹性主体16s构成为一体的推压部件16o。

弹性主体16s是从轴线O方向观察大致呈矩形的部件，一边附着于推压部件16o，相向的一边支撑于凹部9j的高压侧区域侧内壁。在此，弹性主体16s从凹部9j的高压区域侧内壁被加压而传递力，使推压部件16o从流体高压区域侧向流体低压区域侧施力。

推压部件16o是设于密封板部16b的高压侧区域侧的圆弧状的部件。此外，推压部件16o由弹性主体16s施力，从而将该弹性主体16s的作用力传递于密封板部16b，将该密封板部16b向薄板密封片20推压。

此外，弹性主体16s与推压部件16o例如通过冲压加工而一体成形地形成。

在如此构成的轴密封装置中，弹性主体16s与推压部件16o一体地构成，所以能够可靠地向高压侧侧板16施加作用力，所以能够可靠地确保追随性。

此外，弹性部件30d向密封板部16b的安装简易，且弹性主体16s不会由于旋转机械的振动等而从推压部件16o脱落。

（第四实施方式）

以下，使用图15至图17对本发明的第四实施方式涉及的旋转机械进行说明。

在该实施方式中，对与上述实施方式采用的部件相同的部件标注同一附图标记，并省略其说明。

轴密封装置10v在第一实施方式的结构的基础上，具有在外壳9的流体高压区域侧的内壁面9k即与高压侧侧板16相对的面设置多个的翅片16w。

多个翅片16w从外壳9的流体高压区域侧的内壁面9k向流体低压区域侧突出地设置，在径向上延伸并在周向上空开间隔地设置。

在如此构成的轴密封装置10v中，能够降低流体高压区域侧的沿周向流通的流体即旋流，且能够抑制不均匀的流动，所以能够进一步可靠地防止高压侧侧板16的颤振。

此外，上述实施方式中示出的组合顺序或者各结构部件的各种形状、组合等是一个例子，能够在不脱离本发明主旨的范围内基于设计要求等进行各种变更。

例如，刚性赋予单元30还可以仅设于高压侧侧板片16p的端部附近即高压侧侧板16的周向的分割部分附近。在这种情况下，即使在由于旋流和该分割部分附近的流动而产生了不均匀的流动时，也能够可靠地防止高压侧侧板16的颤振。

此外，虽然第一实施方式中的支撑板部30a由第一板片16c及第二板片16d这两种零件构成，但是还可以使第一板片16c与第二板片16d一体地构成一种零件。或者，还可以是未设置第二板片16d的结构、将密封板部16b与支撑板部30a一体化而成的作为一种零件的结构。由此，能够抑制轴密封装置10的零件数量，减少零件管理。

另一方面，不仅使支撑板部30a由第一板片16c及第二板片16d这两种零件构成，还可以由更多的板片构成。由此，能够更加灵活地与对高压侧侧板16的刚性进行强化的位置、提高追随性的位置对应。

此外，在第四实施方式中，在第一实施方式的结构的基础上具有翅片16w，但是也可以在第二实施方式或第三实施方式的结构的基础上具备翅片16w。

此外，在第四实施方式中，还可以将翅片16w以随着从径向外侧朝向径向内侧而朝向旋转方向后方的方式设置。在这种结构中，翅片16w设于与旋流交差的方向，从而能够更加可靠地抑制旋流的流速。

附图标记说明

1           燃气轮机（旋转机械）

4A          转子

4B          定子

9                        环状空间

10、10c、10h、10j、10v   轴密封装置

12                       密封体

20                       薄板密封片

16                       高压侧侧板

16c                      第一板片（板片）

16d                      第二板片（板片）

30                       刚性赋予单元

30a                      支撑板部

30b                      肋

30c、30d                 弹性部件

16w                      翅片

Claims (8)

1.一种轴密封装置，设于转子与包围该转子的外周侧的定子之间的环状空间，将该环状空间沿所述转子的轴线方向分为低压侧区域与高压侧区域，

所述轴密封装置具备：

密封体，具有薄板密封片，该薄板密封片从所述定子向所述转子的径向内侧延伸且在所述转子的周向上层叠了多个；

高压侧侧板，以沿着所述密封体的高压侧的方式从所述定子向所述径向内侧延伸，且在所述周向上被分割为多个；及

刚性赋予单元，对该高压侧侧板的朝向所述高压侧区域的面的一部分赋予所述轴线方向的刚性。

2.根据权利要求1所述的轴密封装置，其特征在于，

所述刚性赋予单元是支撑板部，该支撑板部以层叠于所述高压侧侧板的朝向所述高压侧区域的面的方式从所述定子向所述径向内侧延伸，且该延伸长度设定得比所述高压侧侧板短。

3.根据权利要求2所述的轴密封装置，其中，

所述支撑板部具有层叠于所述轴线方向上的多个板片，

该多个板片越配置于所述高压侧区域，则所述延伸长度越短。

4.根据权利要求1所述的轴密封装置，其中，

所述刚性赋予单元是肋，该肋在所述高压侧侧板的朝向所述高压侧区域的面上沿周向空开间隔地设有多个。

5.根据权利要求4所述的轴密封装置，其中，

所述薄板密封片随着朝向所述径向内侧而朝向所述转子的旋转方向前方侧延伸，

所述肋随着朝向所述径向内侧而朝向所述旋转方向前方侧延伸。

6.根据权利要求1所述的轴密封装置，其中，

所述刚性赋予单元是将所述高压侧侧板的一部分从所述高压侧区域一侧向低压侧区域一侧推压的弹性部件。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的轴密封装置，其中，

所述轴密封装置具备翅片，所述翅片在所述刚性赋予单元的所述高压侧区域一侧沿所述径向延伸且沿周向空开间隔地设置多个，并分别抑制沿所述周向流通的流体。

8.一种旋转机械，具备权利要求1～7中任一项所述的轴密封装置。

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