CN104662305B - 旋转机械 - Google Patents

Abstract

旋转机械具备：外壳(5)，其配置在旋转轴(2)的外周侧，相对于旋转轴(2)绕轴线进行相对旋转；以及孔型密封件(21)，其固定于外壳(5)，将旋转轴(2)与外壳(5)之间的空间划分为高压侧与低压侧，并且该孔型密封件(21)具有第一孔列，该第一孔列通过与旋转轴(2)的外周面(2a)对置的多个第一孔部(22A)在周向上隔开间隔地形成，孔型密封件(21)具有翅片部(24)，该翅片部(24)在第一孔列的高压侧朝向旋转轴(2)侧延伸突出，且在周向上延伸，旋转轴(2)具备凸部(25)，该凸部(25)从旋转轴(2)的外周面朝向第一孔部(22)A突出，且在整个周向上延伸，并且该凸部(25)在翅片部(24)的低压侧与第一孔部(22A)对置，凸部(25)具备朝向翅片部(24)侧的壁面(25a)。

Description

旋转机械

技术领域

本发明涉及涡轮等旋转机械。

本申请基于2012年11月13日在日本申请的日本特愿2012-249142号而主张优先权，并在此援引其内容。

背景技术

一般而言，在涡轮、离心式压缩机等旋转机械上设置有用于防止流体从静止侧与旋转侧之间的缝隙泄漏的密封机构。

从维护性等观点出发，该密封机构通常是非接触型的密封机构。但是，对于非接触型的密封机构，为了减少流体的泄漏量，需要尽可能将间隙设定为较小。

所述密封机构有时因流入的流体的旋转流(以下，简称为漩涡)而进行自发振动。对于密封机构，必须设定间隙，以避免因该自发振动而使得静止侧与旋转侧接触。因此，在非接触型的密封机构中，无法减小间隙，难以使流体的泄漏量进一步减少。

提出了如下技术：对流入到形成于静止侧与旋转侧之间的缝隙的流体喷出高压的流体，以消除因自发振动的原因而导致的漩涡(例如，参照专利文献1、2)。

另一方面，作为能够减少漩涡的非接触型的密封机构，已知在静止侧的内周面形成有无数的孔的所谓孔型密封件。在使用该孔型密封件的情况下，在孔内产生涡流。该孔内的涡流与漩涡发生干扰，从而抑制漩涡。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-148397号公报

专利文献2：日本特开平8-338537号公报

发明要解决的课题

然而，上述的专利文献1、2所记载的技术能够减少漩涡，从而抑制自发振动。但是，在专利文献1、2所记载的技术中，由于使高压流体向低压侧喷出，因此无法实质上减少高压流体的泄漏量。

另外，在孔密封的情况下，能够利用涡流来减少漩涡。但是，在孔型密封件的情况下，对于在轴向上流动的流体，由于仅利用缝隙使所述流体缩流，因此难以进一步减少泄漏量。

发明内容

本发明提供一种旋转机械，该旋转机械能够减少在旋转侧与静止侧之间产生的漩涡，并且能够减少从高压侧朝向低压侧的流体的泄漏量。

解决方案

根据本发明的第一方式，旋转机械具备：转子，其沿着轴线延伸；定子，其配置在该转子的外周侧，且相对于所述转子绕所述轴线进行相对旋转；以及孔型密封件，其固定在所述定子上，将所述转子与所述定子之间的空间划分为高压侧与低压侧，并且该孔型密封件具有第一孔列，该第一孔列通过与所述转子的外周面对置的多个第一孔部在周向上隔开间隔地形成而得到。所述孔型密封件具有翅片部，该翅片部在所述第一孔列的高压侧朝向所述转子侧延伸突出，且在周向上延伸。所述转子具备凸部，该凸部从该转子的外周面朝向所述第一孔部突出而在周向上延伸，且该凸部在所述翅片部的低压侧与所述第一孔部对置。该凸部具备朝向所述翅片部侧的壁面。

根据本发明的第二方式，在所述第一方式的旋转机械的基础上，旋转机械也可以构成为，所述第一孔列在轴线方向上隔开间隔地设置有多个。也可以是，所述翅片部设置在各第一孔列的高压侧。也可以是，所述凸部设置为在各翅片部的低压侧与各第一孔列的所述第一孔部对置。也可以是，所述孔型密封件在各第一孔列的低压侧至少具有一列第二孔列，该第二孔列由多个第二孔部在周向上隔开间隔地形成而得到。

根据本发明的第三方式，在所述第二方式的旋转机械的基础上，旋转机械也可以构成为，所述第一孔部与所述第二孔部呈方形阵列。

根据本发明第四方式，在所述第一方案～第三方案中的任一旋转机械的基础上，旋转机械也可以构成为，所述翅片部以前端侧朝向高压侧的方式倾斜。

根据本发明的第五方式，在所述第一方案～第四方案中的任一旋转机械的基础上，旋转机械也可以构成为，所述翅片部的前端侧形成为细尖状。

根据本发明的第六方式，也可以构成为，所述第二方案～第四方案中的任一旋转机械的所述第二孔部的深度比所述第一孔部的深度浅。

根据本发明的第七方式，也可以构成为，所述第二方案～第四方案中的任一旋转机械的所述第一孔部的直径比所述第二孔部的直径大。

根据本发明的第八方式，在所述第二方案～第七方案中的任一旋转机械的基础上，旋转机械也可以构成为，在轴线方向上相邻的所述第一孔列之间，多个所述第二孔部沿轴线方向排列设置。

发明效果

根据上述的旋转机械，能够减少在旋转侧与静止侧之间产生的漩涡，并且能够减少从高压侧朝向低压侧的流体的泄漏量。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施方式的离心式压缩机的简要结构的剖视图。

图2是示出所述离心式压缩机的密封机构中的孔型密封件的立体图。

图3是所述离心式压缩机中的密封机构的局部剖视图。

图4是所述孔型密封件的内周面的展开图。

图5是构成所述密封机构的旋转轴的凸部的展开图。

图6是基于所述密封机构的作用的说明图。

图7是本发明的第二实施方式的与图4相当的展开图。

图8是本发明的第二实施方式的与图5相当的展开图。

图9是本发明的第三实施方式的与图3相当的局部展开图。

图10是本发明的第四实施方式的翅片部的纵向剖视图。

图11是本发明的第五实施方式的与图6相当的图。

图12是本发明的第六实施方式的与图6相当的图。

图13是本发明的第七实施方式的与图6相当的图。

图14是本发明的第七实施方式的变形例的与图6相当的图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的第一实施方式的旋转机械即离心式压缩机进行说明。

图1是示出本发明的第一实施方式的离心式压缩机1的简要结构剖视图。

如图1所示，该实施方式中的离心式压缩机1是多级离心式压缩机。离心式压缩机1例如具备两组三级式叶轮组。

离心式压缩机1具备旋转轴(转子)2、叶轮3、外壳5以及密封机构20。

旋转轴(转子)2绕轴线O旋转。

叶轮3安装于旋转轴2，并利用离心力对工艺气体(流体)G进行压缩。

外壳5将旋转轴2支承为能够旋转。在该外壳5上形成有使工艺气体G从高压侧向低压侧流动的返回流路4。

密封机构20沿着旋转轴2的外周面设置。

外壳5形成有大致圆柱状的外轮廓。以贯穿外壳5的中心的方式配置有旋转轴2。在外壳5的两端部分别设置有轴颈轴承5a以及推力轴承5b。利用这些轴颈轴承5a以及推力轴承5b将旋转轴2的两端部支承为能够旋转。换句话说，旋转轴2经由该轴颈轴承5a以及推力轴承5b支承于外壳5。

在外壳5的两端部附近侧面设置有用于将工艺气体G从径向外侧吸入的吸入口5c、5e。在外壳5的轴线O方向中央部设置有排出口5d、5f，以便用于将工艺气体G朝向径向外侧排出。在外壳5上分别形成有使吸入口5c与排出口5d连通的内部空间6a(6)、以及使吸入口5e与排出口5f连通的内部空间6b(6)。

收纳在外壳5的内部的多个叶轮3构成板3b的朝向在旋转轴2的轴线O方向上面对相反侧的两组三级式叶轮组3A和三级式叶轮组3B。三级式叶轮组3A与三级式叶轮组3B以使彼此的背面朝向轴线O方向中央的状态安装于旋转轴2上。

叶轮3具备盘3a、板3b以及外罩部3c。

盘3a形成为在轴线O方向上随着趋向排出口5d、5f侧而逐渐扩径的大致圆盘状。

板3b呈放射状地安装在盘3a上。板3b在周向上并列设置有多个。

外罩部3c以在周向上覆盖多个板3b的前端侧的方式安装。

构成三级式叶轮组3A的叶轮3的板3b与构成三级式叶轮组3B的叶轮3的板3b绕旋转轴2的轴线O对称地形成。在使旋转轴2旋转的情况下，三级式叶轮组3A、三级式叶轮组3B分别使工艺气体G从吸入口5c、5e朝向排出口5d、5f流通并将其压缩。

内部空间6具备返回流路4。返回流路4使工艺气体G从叶轮3的流路出口朝向各个流路入口流动。返回流路4具有扩散部12、转弯部13以及返回部14。扩散部12将被叶轮3压缩而从叶轮3的流路出口朝向径向外侧排出的工艺气体G向径向外侧引导。

扩散部12的径向外侧的部分经由转弯部13而与返回部14连通。其中，在与三级式叶轮组3A和三级式叶轮组3B的第三极的叶轮3相连的扩散部12的径向外侧的部分处，代替返回部14而形成有排出口5d、5f。

转弯部13是弯曲形成的流路。转弯部13的第一端侧与扩散部12连接。转弯部13的第二端侧与返回部14连接。转弯部13以使通过扩散部12而流向径向外侧的工艺气体G的朝向面对径向内侧的方式使该工艺气体G反转，并向返回部14送出。返回部14在径向外侧与转弯部13的第二端侧连接。返回部14在径向内侧与叶轮3的流路入口连接。

该实施方式的离心式压缩机1具备上述结构。接下来，对该离心式压缩机1的动作进行说明。

首先，在三级式叶轮组3A中，使从吸入口5c吸入的工艺气体G向返回流路4流入，按照叶轮3、扩散部12、转弯部13以及返回部14的顺序从第一级流动至第三级，并且对该工艺气体G进行压缩。之后，将流至第三级的扩散部12的压缩后的工艺气体G从排出口5d排出。从排出口5d排出的工艺气体G通过从排出口5d向吸入口5e连接的未图示的管路朝吸入口5e输送。

接下来，在三级式叶轮组3B中，使从吸入口5e吸入的工艺气体G向返回流路4流入，按照叶轮3、扩散部12、转弯部13、返回部14的顺序从第一级流动至第三级，并且对该工艺气体G进行压缩。之后，将流至第三级的扩散部12的压缩后的工艺气体G从排出口5f排出。

与三级式叶轮组3A的排出口5d附近的工艺气体G比较，上述的三级式叶轮组3B的排出口5f附近的工艺气体G与通过三级式叶轮组3B进行压缩相应地升压。换句话说，轴线O方向上的排出口5d附近的绕旋转轴2的工艺气体G与轴线O方向上的排出口5f附近的绕旋转轴2的工艺气体G产生压力差。因此，在各个第三级的叶轮3之间均设置有密封机构20，该密封机构20允许旋转轴2的旋转，并且划分出旋转轴2的轴线O方向上的高压侧与低压侧，以防止工艺气体G泄漏。密封机构20配置在旋转轴2的外周侧，且形成为能够相对于旋转轴2而绕轴线O相对旋转。

如图2、图3所示，在配置为与旋转轴2具有缝隙的环状的外壳5的内周配置有构成密封机构20的孔型密封件21。在孔型密封件21的内周面21a形成有朝向内周侧开口的多个孔部22。这些孔部22形成为孔径大致相等的剖面圆形。这些孔部22配置为轴线全部沿着旋转轴2的径向延伸。各孔部22的底面22a设为圆锥状(参照图3)。换言之，底面22a形成为随着趋向径向外侧而缩径。孔部22的开口部22b呈大致锯齿状配置在该孔型密封件21的内周面21a。在此，在图3中，纸面左右方向是周向，纸面上下方向是轴线O方向。

如图4所示，孔型密封件21在轴线O方向上的成为高压侧的第一侧(图4的纸面左侧)形成有第一列(第一孔列)L1，该第一列L1由多个第一孔部22A的开口部22b以隔开大致相同的间隔S1的方式朝向周向(图4的纸面上下方向)排列而成。另外，在该第一列L1的轴线O方向上的成为低压侧的第二侧(图4的纸面右侧)，以隔开远比间隔S1小的间隔S2的方式形成有第三列(第二孔列)L3。第三列L3由多个第二孔部22C的开口部22b与所述第一列L1相同地以隔开间隔S1的方式朝向周向排列而成。

在第一列L1与第三列L3之间形成有第二列(第二孔列)L2，该第二列L2由多个第二孔部22B的开口部22b以隔开间隔S1的方式在周向上排列而成。构成第二列L2的开口部22b分别配置在如下所述的位置：在周向上的第一列L1(以及第三列L3)相邻的开口部22b彼此的间隔S1的中央，且是在轴线O方向上的第一列L1与第三列L3的轴线O方向上相邻的开口部22b彼此的间隔S2的中央。在图4中，为了方便图示，将第一列L1～第三列L3的附图标记从穿过各开口部22b的中心的直线(图4中的点划线)引出。

在孔型密封件21上，以上述的第一列L1～第三列L3作为一组列组R，多组列组R以沿轴线O方向排列的方式形成。相邻的各列组R的第一列L1的开口部22b与第三列L3的开口部22b分别以隔开间隔S2的方式配置。

如图2～图4所示，在各列组R的成为高压侧的第一侧，形成有朝向内周侧即旋转轴2侧沿径向延伸突出的翅片部24。翅片部24在孔型密封件21的周向的整周上连续地形成。翅片部24形成为厚度大致均等的大致圆环板状。换言之，翅片部24从划分出第一列L1的第一孔部22A的高压侧的隔壁K1(参照图3)朝向旋转轴2侧延伸。即，第一列L1在轴线O方向上以隔开间隔的方式设置有多个。翅片部24设置在各第一列L1的高压侧。在第一列L1的低压侧配置有第二列L2以及第三列L3。翅片部24的前端部24a配置为与旋转轴2的外周面2a具有规定的间隙c。

如图2、图3所示，旋转轴2在与上述的孔型密封件21对置的外周面2a上具有凸部25。凸部25朝向孔型密封件21突出，且在周向的整周上连续地形成。凸部25在比各翅片部24靠低压侧的位置处与第一列L1的第一孔部22A的开口部22b对置。凸部25的高压侧的竖壁25b在轴线O方向上配置于比隔壁K3的高压侧的面靠高压侧的位置。凸部25的外周面25a配置于彼此相邻的翅片部24之间。换言之，外周面25a以从轴线O方向观察时与翅片部24重叠的方式，配置为相对于第一列L1的第一孔部22与第三列L3的第二孔部22C之间的隔壁K3而具有规定的间隙。如图2～图5所示，翅片部24在轴线O方向上配置于相邻的凸部25、25之间的大致中央。换句话说，凸部25以轴线O方向上相邻的隔壁K3彼此的中央部作为中心，形成为大致对称形状。

接下来，参照图6对基于上述的孔型密封件21的作用进行说明。

在此，当上述的旋转轴2旋转时，剪切力从包括叶轮3的旋转体沿旋转切线方向作用于旋转轴2的周围的工艺气体G。通过该剪切力的作用而产生具有周向的速度成分的漩涡。含有该漩涡的工艺气体G通过轴线O方向两侧的压力差而想要从高压侧朝向低压侧流动。

首先，含有所述漩涡的工艺气体G通过孔型密封件21的最高压侧的翅片部24的前端部24a与旋转轴2的外周面2a的缝隙g1而被缩流。进入该缝隙g1的工艺气体G在轴线O方向上朝向低压侧进入。于是，该工艺气体G与凸部25的高压侧的竖壁25b碰撞，形成趋向凸部25的径向外侧、即孔型密封件21的第一列L1的第一孔部22A侧的流动。

接下来，趋向第一列L1的第一孔部22A侧的工艺气体G的大部分进入第一孔部22A的内部，在底面22a以趋向开口部22b的方式折回，形成涡流。在此，在孔部22中，由于在周向上也存在隔壁K2，因此，进入第一孔部22A的工艺气体G的漩涡与隔壁K2碰撞而被消除。从第一孔部22A流出的工艺气体G想要向低压侧流动，进入凸部25的正上方的隔壁K3或者第二列L2与凸部25的外周面25a的缝隙g2。之后，工艺气体G朝向比凸部25的外周面25a靠低压侧的位置且是配置在径向内侧的缝隙g3进入，此时在径向上蜿蜒前进。通过该蜿蜒前进而打乱流动，获得与普通的迷宫式密封相同的密封效果。之后，孔型密封件21的全部列组R重复进行上述的作用。需要说明的是，在第三列L3的第二孔部22C的内部，也产生与普通的孔型密封件21相同程度的涡流，有助于漩涡的减少。

因此，根据上述的第一实施方式的离心式压缩机1，能够使从孔型密封件21的翅片部24与旋转轴2的缝隙g1进入的工艺气体G与旋转轴2的凸部25的竖壁25b接触并朝向孔型密封件21的孔部22侧流动。因此，能够利用孔部22的隔壁中的、沿旋转轴2的周向配置的隔壁K2阻挡朝向旋转方向的工艺气体G的流动，以减少漩涡。另外，通过由翅片部24形成的缝隙g1、g3和由凸部25形成的缝隙g2配置于在径向上错开的位置，从而工艺气体G在径向上蜿蜒前进。因此，能够通过所谓的迷宫构造所带来的密封效果以减少工艺气体G的泄漏量。其结果是，能够防止漩涡所导致的自发振动，并且能够减少从高压侧朝向低压侧的工艺气体G的泄漏量。

此外，与设置于形成有孔型密封件21的高压侧与低压侧之间的翅片部24与凸部25的数量、即列组R的形成数量相应地，列组R的数量越多，越能够减少工艺气体G的漩涡以及泄漏量。

接下来，根据附图对本发明的第二实施方式的旋转机械即离心式压缩机进行说明。

由于该第二实施方式与上述的第一实施方式的不同之处仅在于，孔型密封件中的孔部22的配置不同，因此，对相同部分标注相同的附图标记进行说明，省略重复说明(以下，对于第三～第七实施方式也相同)。

如图7、图8所示，在以与旋转轴2具有缝隙的方式配置的环状的外壳5的内周配置有形成有多个孔部22的孔型密封件121。这些孔部22形成为全部的孔径大致相等的剖面圆形。孔部22以其轴线沿旋转轴2的径向延伸的方式配置。在该孔型密封件121的内周面21a，孔部22的开口部22b呈方形阵列。

更具体而言，孔型密封件121在轴线O方向上成为高压侧的第一侧(图7的纸面左侧)形成有第一列L21，该第一列L21由多个第一孔部22A的开口部22b朝向周向(图7的纸面上下方向)以隔开大致相同的间隔S3的方式排列而成。在第一列L1的轴线O方向上的第二侧(图6的纸面右侧)，以隔开与间隔S3大致相同的间隔S4的方式形成有第二列L22。该第二列L22由多个第二孔部22B的开口部22b与所述第一列L21相同地朝向周向以隔开间隔S3的方式排列。

在孔型密封件121上，以上述的第一列L21与第二列L22作为一组列组2R，多组列组2R沿着轴线O方向排列形成。各列组2R的轴线O方向上相邻的第一例L21的开口部22b与第二列L22的开口部22b分别以隔开间隔S4的方式配置。

在这些列组R的成为高压侧的第一侧，形成有在径向上朝向内周侧即旋转轴2侧延伸的翅片部24。翅片部24在内周面21a的周向的整周上连续地形成。翅片部24形成为厚度大致均等的大致圆环板状。换言之，翅片部24从划分出周向上相邻的第一列L21的第一孔部22A的高压侧的隔壁K1朝向旋转轴2侧延伸。即，第一列L21在轴线O方向上以隔开间隔的方式设置有多个。翅片部24设置在各第一列L21的高压侧。在第一列L21的低压侧配置有第二列L22。与第一实施方式相同，翅片部24的前端部24a以与旋转轴2的外周面2a具有规定的间隙c的方式配置。

在与上述的孔型密封件121对置的旋转轴2的外周面2a形成有凸部25。凸部25朝向孔型密封件121突出，且在周向的整周上连续地形成。凸部25在比翅片部24靠低压侧的位置处与第一列L21的第一孔部22A的开口部22b对置。与翅片部24的前端部24a和旋转轴2的外周面2a之间相同地，该凸部25的外周面25a相对于第一列L21的第一孔部22A的开口部22b确保规定的间隙。上述的翅片部24在轴线O方向上配置于相邻的凸部25、25之间的大致中央。换句话说，凸部25在轴线O方向上以隔壁K3的中央部作为中心而呈大致对称形状。

因此，根据上述的第二实施方式，与第一实施方式相比，能够减小配置在翅片部24的低压侧的第一列L21的第一孔部22A的间隔。因此，能够使更多的工艺气体G向第一孔部22A的内部流入。

此外，由于与凸部25对置的隔壁K3在周向上连续，因此，能够使凸部25与隔壁K3之间的间隙在周向上大致均匀。其结果是，能够实现漩涡的进一步减少，并且能够提高迷宫构造所带来的密封效果，减少流体的泄漏流量。需要说明的是，对于孔型密封件121的强度这方面，在上述的第一实施方式的孔型密封件21形成为比隔壁K2、K3厚这一点是有利的。

接下来，根据图9对本发明的第三实施方式的旋转机械即离心式压缩机进行说明。

上述的第一实施方式以及第二实施方式的翅片部24的前端部24a在径向上延伸，与此相对地，第三实施方式的离心式压缩机的翅片部124以前端部24a配置为比基部24b靠高压侧的方式形成为倾斜状态。在图9中，示出将翅片部124形成为直线状的一例，但也可以形成为随着趋向旋转轴2侧，倾斜角度逐渐接近轴线O的角度。

因此，根据所述第三实施方式，与翅片部24碰撞的工艺气体G特别容易沿着翅片部24朝向径向外侧流动。因此，能够利用因朝向该径向外侧的流动而产生的涡流来阻碍工艺气体G朝向缝隙g1流入。此外，通过阻碍工艺气体G朝向缝隙g1流入，能够减少从高压侧朝向低压侧的工艺气体G的泄漏量。其结果是，能够实现漩涡的减少，并且能够实现泄漏量的进一步减少。

接下来，根据图10对本发明的第四实施方式的旋转机械即离心式压缩机进行说明。

上述的第一实施方式以及第二实施方式的翅片部24、124以恒定的厚度形成，与此相对地，该第四实施方式的离心式压缩机的翅片部224形成为随着趋近前端部224a而宽度尺寸形成为较薄的细尖状。在图10中，示出翅片部224整体形成为细尖状的一例，但也可以从基部224b与前端部224a的中途的中间部，仅将前端部224a侧设为细尖状。

因此，根据所述第四实施方式，在因某些原因而使得翅片部224与旋转轴2的外周面2a接触的情况下，由于翅片部224形成为细尖状，也能够进一步减小接触面积。因此，能够将间隙c尽可能形成为较窄，并且能够将接触所导致的损伤抑制到最小限。

接下来，根据图11对本发明的第五实施方式的旋转机械即离心式压缩机图11进行说明。对于第五实施方式的旋转机械，第二孔部22C的深度形成为比第一孔部22A的深度浅。换言之，配置在高压侧的第一孔部22A形成为较深，配置在低压侧的第二孔部22C形成为较浅。

第一孔部22A以其深度尺寸比其直径大的方式形成。

第二孔部22C以其直径与深度尺寸相等的方式形成。更具体而言，对于第二孔部22C，优选深度尺寸相对于其直径的纵横比为0.8～1.2，更优选为1.0。

因此，根据上述的第五实施方式，通过将配置在高压侧的第一孔部22A形成为较深，从而能够进一步延长与竖壁25b碰撞而趋向径向外侧的工艺气体G在第一孔部22A内停留的时间。因此，能够有效地去除工艺气体G所含有的漩涡。

另一方面，通过将第二孔部22C形成为较浅，与第一孔部22A相比，容易在内部形成涡流(图11中箭头所示)。因此，在第二孔部22C形成的涡流与沿轴向流动的工艺气体G发生干扰，能够进一步去除工艺气体G所含有的漩涡。

另外，第二孔部22C的纵横比为0.8～1.2，更优选为1.0，从而能够更容易地产生涡流。

接下来，根据图12对本发明的第六实施方式的旋转机械即离心式压缩机图12进行说明。第六实施方式的旋转机械构成为，第一孔部22A的直径形成为比第二孔部22C的直径大。换言之，配置在高压侧的第一孔部22A的直径形成为比第一实施方式的第一孔部22A的直径大。另外，配置在低压侧的第二孔部22C的直径形成为比第一孔部22A的直径小。在该第六实施方式中，与第二孔部22C的直径的减小相应地，第一孔部22A的直径增大。

另外，与第一孔部22A形成为大径相应地，隔壁K3配置在比凸部25的轴线O方向中央部靠低压侧的位置。其中，隔壁K3配置在外周面25a的径向外侧。外周面25a以与隔壁K3在径向上具有规定的间隙的方式配置。

因此，根据上述的第六实施方式，通过将第一孔部22A的直径形成为比第二孔部22C的直径大，从而能够增大在轴线O方向上流动而与竖壁25b碰撞的工艺气体G被导入至第一孔部22A的概率。另外，在因运转条件的变化等而使得旋转轴2的位置在轴线O方向上变化的情况下，也能够增大工艺气体G导入至第一孔部22A的概率，因此能够提高可靠性。

接下来，根据图13对本发明的第七实施方式的旋转机械即离心式压缩机图13进行说明。第七实施方式的旋转机械构成为，多个第二孔部22C沿着轴线O方向排列设置。多个第二孔部22C的直径形成为明显比第一孔部22C的直径小。这些第二孔部22C的深度形成为与第一孔部22A的深度相等。

在第一孔部22A与高压侧的第二孔部22C之间形成有隔壁K31。另外，在高压侧的第二孔部22C与低压侧的第二孔部22C之间形成有隔壁K32。

因此，根据上述的第七实施方式，由于隔壁K31与隔壁K32进行与迷宫式密封的翅片相同的动作，因此，与仅形成上述的隔壁K3的情况比较，能够实现密封性的提高。

图14示出上述的第七实施方式的变形例。

在图14所示的变形例中，将第二孔部22C的深度形成为比上述的第七实施方式的第二孔部22C浅。该变形例中的第二孔部22C的深度尺寸相对于其直径的纵横比是0.8～1.2，更优选为1.0。通过这样做，与第五实施方式相同，容易在第二孔部22C内形成涡流。因此，在隔壁K31以及隔壁K32所带来的密封性的提高的基础上，还能够进一步减少涡流的干扰所导致的漩涡。

本发明不限于上述的各实施方式的结构，能够在不脱离其宗旨的范围内进行设计变更。

例如，在上述的各实施方式中，说明了将孔型密封件21的孔部22设为剖面圆形状的情况。但是，孔部22的形状不限定为所述形状，例如，也可以设为多边形剖面。此外，孔部22的内径不必全部相同，也可以根据需要改变内径。

另外，说明了利用密封机构20对旋转轴2与外壳5之间进行密封的情况。但是，例如，也可以在叶轮3的外罩部3c与外壳5之间、三级式叶轮组3A的叶轮3之间、三级式叶轮组3B的叶轮3之间等设置密封机构20。

此外，离心式压缩机不限于三级式。另外，不限于将叶轮组背靠背配置的情况。

另外，作为旋转机械，以离心式压缩机作为一例进行了说明，但旋转机械不限于离心式压缩机。旋转机械只要是具备设置于作为静止体的定子与作为旋转体的转子之间且对高压与低压之间进行密封的密封机构的旋转机械即可。也可以将密封机构20应用于例如轴流式压缩机、径流式涡轮、轴流式涡轮等各种旋转机械。

另外，在所述各实施方式中，说明了使用工艺气体G作为流体的情况。但是，只要是能产生漩涡的流体，则不限于工艺气体G。另外，流体不限于气体，也可以是液体。

此外，在上述的各实施方式中，说明了形成于旋转轴2的凸部25具备在径向上延伸的竖壁25b的一例。但是，竖壁25b延伸的方向不限于径向。竖壁25b例如也可以倾斜，另外，竖壁25b不限于平面，也可以是曲面。

此外，在所述各实施方式中，例示了将凸部25与旋转轴2形成为一体的情况。但是，也可以将凸部25相对于旋转轴2独立地形成，从后方相对于旋转轴2的外周面2a进行固定。

另外，在第七实施方式及其变形例中，说明了在轴线O方向上排列两个第二孔部22C的情况。但是，沿轴线O方向排列的第二孔部22C的数量不限于两个。也可以将三个以上的第二孔部22C沿轴线O方向排列形成。另外，也可以使在轴线O方向上排列形成的多个第二孔部22C的深度不同。

工业实用性

本发明涉及一种旋转机械。在本发明中，能够减少在旋转侧与静止侧之间产生的漩涡，并且能够减少从高压侧朝向低压侧的流体的泄漏量。

附图标记说明如下：

1 离心式压缩机

2 旋转轴(转子)

2a 外周面

3 叶轮

3A 三级式叶轮组

3B 三级式叶轮组

3a 盘

3b 板

3c 外罩部

4 返回流路

5 外壳(定子)

5a 轴颈轴承

5b 推力轴承

5c 吸入口

5d 排出口

5e 吸入口

5f 排出口

6 内部空间

6a 内部空间

6b 内部空间

12 扩散部

13 转弯部

14 返回部

20 密封机构

21、121 孔型密封件

21a 内周面

22 孔部

22A 第一孔部

22B 第二孔部

22C 第二孔部

22a 底面

22b 开口部

24、124、224 翅片部

24a 前端部

24b 基部

25 凸部

25a 外周面

25b 竖壁

224a 前端部

224b 基部

c 间隙

G 工艺气体

g1、g2、g3 缝隙

K1、K2、K3 隔壁

K31、K32 隔壁

L1 第一列(第一孔列)

L2 第二列(第二孔列)

L3 第三列(第二孔列)

L21 第一列(第一孔列)

L22 第二列(第二孔列)

O 轴线

R 列组

S1、S2、S3、S4 间隔

Claims (8)

1.一种旋转机械，其中，

所述旋转机械具备：

转子，其沿着轴线延伸；

定子，其配置在该转子的外周侧，且相对于所述转子而绕所述轴线进行相对旋转；以及

孔型密封件，其固定在所述定子上，将所述转子与所述定子之间的空间划分为高压侧与低压侧，并且该孔型密封件具有第一孔列，该第一孔列通过与所述转子的外周面对置的多个第一孔部在周向上隔开间隔地形成而得到，所述第一孔部由配置于所述高压侧的第一隔壁、在所述转子的周向上配置的第二隔壁以及配置于所述低压侧的第三隔壁划分形成，

所述孔型密封件具有翅片部，该翅片部在所述第一孔列的高压侧从所述第一隔壁朝向所述转子侧延伸突出，且在周向上延伸，并且沿所述转子的轴线方向配置，

所述转子具备凸部，该凸部从该转子的外周面朝向所述第一孔部及所述第三隔壁突出而在周向上延伸，且该凸部在所述翅片部的低压侧与所述第一孔部及所述第三隔壁对置，

该凸部具备：

壁面，其配置在所述翅片部侧，且在所述轴线方向上与所述翅片部对置；以及

外周面，其与所述孔型密封件对置，且配置在所述轴线方向上配置的所述翅片部之间，

在所述翅片部的低压侧，构成所述第一孔列的所述第一孔部与所述凸部的所述外周面对置。

2.根据权利要求1所述的旋转机械，其中，

所述孔型密封件在各第一孔列的低压侧至少具有一列第二孔列，该第二孔列通过多个第二孔部在周向上隔开间隔地形成而得到。

3.根据权利要求2所述的旋转机械，其中，

所述第一孔部与所述第二孔部呈方形阵列。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的旋转机械，其中，

所述翅片部以前端侧朝向高压侧的方式倾斜。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的旋转机械，其中，

所述翅片部的前端侧形成为细尖状。

6.根据权利要求2或3所述的旋转机械，其中，

所述第二孔部的深度比所述第一孔部的深度浅。

7.根据权利要求2或3所述的旋转机械，其中，

所述第一孔部的直径比所述第二孔部的直径大。

8.根据权利要求2或3所述的旋转机械，其中，

在轴线方向上相邻的所述第一孔列之间，多个所述第二孔部沿轴线方向排列设置。