CN108026938B - 迷宫式密封件、离心压缩机以及增压机 - Google Patents

Abstract

用于离心压缩机的迷宫式密封件具有供流体在半径方向上流动的叶轮和设置于所述叶轮的背面侧的静止部件。并且，所述迷宫式密封件具有：多个第1凸部，沿着周向分别设置在所述叶轮的背面上的多个半径方向位置；以及多个第2凸部，以顶端部侵入相邻的所述第1凸部之间的方式沿着周向设置于所述静止部件。在所述叶轮的所述背面与所述静止部件之间沿着所述半径方向形成有包含所述第1凸部与所述第2凸部之间所形成的多个最小间隙部在内的迷宫状的流路。在穿过所述第1凸部与所述第2凸部之间所形成的最小间隙部的漏出流动的流动方向上，所述静止部件位于所述最小间隙部的上游侧，所述叶轮的所述背面位于所述最小间隙部的下游侧。

Description

迷宫式密封件、离心压缩机以及增压机

技术领域

本发明涉及在离心压缩机的半径方向上延伸的迷宫式密封件以及具有该迷宫式密封件的离心压缩机和增压机。

背景技术

通常，增压机的离心压缩机构成为通过叶轮使流入离心压缩机的空气升压。由离心压缩机升压后的空气被引导到发动机气缸并燃烧，通过燃烧而产生的高温高压的燃烧气体穿过增压机的涡轮而使与涡轮连接的轴旋转，对设置于轴的另一端侧的离心压缩机进行驱动。

在这样的离心压缩机中，有时在包含叶轮的旋转部件与包含轴承壳在内的静止部件之间设置有迷宫式密封件。例如，在专利文献1中记载了配置于排气涡轮增压机的离心压缩机的叶轮背壁的迷宫式密封件。在该结构中，抑制穿过叶轮时被压缩的压缩流体经由叶轮的背面侧的漏出流动。

通常，迷宫式密封件具有狭窄的区域与流体膨胀区域交替地设置的结构。由此，能够抑制流体从离心压缩机的漏出量。另外，由于在迷宫式密封件中漏出的流体的压力逐渐降低，因此能够减小叶轮背面的压力。在具有离心压缩机的增压机中，有时因作用于增压机的涡轮的流体力而作用有从涡轮侧朝向压缩机侧的推力，在该情况下，从适当地维持推力平衡的观点来看，希望减小叶轮背面的压力。

专利文献1：日本特开平11-247618号公报

然而，在上述的迷宫式密封件中，因狭窄的流路中的流体摩擦而导致漏出流动的温度上升，向叶轮的传热量增加。叶轮是因旋转而作用有较高的离心应力的部件，当因传热量而导致温度上升时，因蠕变而破断的可能性变高。因此，要求密封性较高且向叶轮的传热力较小的迷宫式密封件。

在这方面，在专利文献1的迷宫式密封件中，在节流部位(狭窄的区域)的下游侧设置涡流室，使穿过了节流部位的流体中的一部分在涡流室内进行涡运动之后与剩余的流体汇合。由此，在某程度上抑制向叶轮侧的热输入。

但是，从提高离心压缩机的效率的观点来看，存在压力比升高的倾向，因此希望进一步抑制向叶轮侧的热输入。

发明内容

鉴于上述的情况，本发明的至少一个实施方式的目的在于，提供能够减少从穿过迷宫式密封件的流体向叶轮的热输入量的迷宫式密封件、以及具有该迷宫式密封件的离心压缩机和增压机。

(1)本发明的至少一个实施方式的迷宫式密封件用于离心压缩机，该离心压缩机具有供流体在半径方向上流动的叶轮和设置于所述叶轮的背面侧的静止部件，该迷宫式密封件的特征在于，具有：

多个第1凸部，沿着周向分别设置在所述叶轮的背面上的多个半径方向位置上；以及

多个第2凸部，以顶端部侵入相邻的所述第1凸部之间的方式沿着周向设置于所述静止部件，

在所述叶轮的背面与所述静止部件之间形成有迷宫状的流路，该迷宫状的流路包含形成于所述第1凸部与所述第2凸部之间的多个最小间隙部，

在穿过形成于所述第1凸部与所述第2凸部之间的最小间隙部的流体的流动方向上，所述静止部件位于所述最小间隙部的上游侧，所述叶轮的所述背面位于所述最小间隙部的下游侧。

本发明者们进行了专心研究，结果得到以下见解：以往的迷宫式密封件中的向叶轮的热输入的原因之一是，在穿过了最小间隙部的流速较高的流体与静止部件侧的壁面冲突而沿该壁面流动时，从叶轮侧观察时伴随着相对总温度较高的静止部件的壁面附近的流体而向叶轮侧移动。

上述(1)的结构是根据本发明者们的见解而构思出的，在穿过最小间隙部的漏出流动的流动方向上，静止部件位于最小间隙部的上游侧，并且叶轮的背面位于最小间隙部的下游侧。因此，在穿过最小间隙部时被加速的流体与叶轮的背面冲突而不是与静止部件侧冲突，然后沿着叶轮的背面流动。由此，能够抑制从叶轮侧观察时相对总温度较高的静止部件的壁面附近的流体伴随着穿过了最小间隙部的流速较高的流体而向叶轮侧移动的情况。因此，能够减少从穿过迷宫式密封件的流体向叶轮的热输入量，抑制叶轮的温度上升。

(2)在几个实施方式中，在上述(1)的结构中，所述迷宫式密封件构成为在所述叶轮的所述背面与所述静止部件之间对朝向半径方向的内侧的所述漏出流体进行密封，所述最小间隙部形成在所述第1凸部的顶端或者所述第1凸部的所述半径方向的内侧的面与所述第2凸部之间。

根据上述(2)的结构，在对朝向半径方向内侧的漏出流动进行密封的迷宫式密封件中，能够在最小间隙部的下游侧实现朝向流体的叶轮背面的流动。由此，能够减少从穿过迷宫式密封件的流体向叶轮的热输入量，抑制叶轮的温度上升。

(3)在一个实施方式中，在上述(2)的结构中，在所述第2凸部的顶端设置有密封尖端，所述最小间隙部形成在所述第1凸部的所述半径方向的内侧的面与所述第2凸部的所述密封尖端之间。

根据上述(3)的结构，由于在静止部件侧的第2凸部中设置有密封尖端，因此在最小间隙部的下游侧，静止部件的壁面(第2凸部的壁面)远离穿过了最小间隙部的流体的流动。因此，能够有效地抑制伴随穿过了最小间隙部的流速较高的流体而向叶轮侧移动的情况。由此，能够有效地减少从穿过迷宫式密封件的流体向叶轮的热输入量，更进一步抑制叶轮的温度上升。

(4)在一个实施方式中，在上述(3)的结构中，所述第1凸部的所述半径方向的内侧的面形成沿着所述离心压缩机的轴向延伸的密封面，所述第2凸部以朝向所述叶轮的所述背面侧且所述半径方向的外侧的状态从所述静止部件突出地设置。

根据上述(4)的结构，由于最小间隙部的间隙宽度方向沿着半径方向，因此即使叶轮在轴向上偏移，最小间隙部的间隙宽度也不容易受到影响。由此，能够抑制因叶轮的轴向位置的偏移而导致的密封性能降低。

(5)在另一实施方式中，在上述(2)的结构中，在所述第1凸部的顶端设置有密封尖端，所述最小间隙部形成在所述第1凸部的所述密封尖端与所述第2凸部的所述半径方向的外侧的面之间。

根据上述(5)的结构，能够使穿过了叶轮侧的第1凸部的密封尖端与静止部件的第2凸部的径向外侧的面之间所形成的最小间隙部的流体朝向叶轮背面。由此，能够减少从穿过迷宫式密封件的流体向叶轮的热输入量，抑制叶轮的温度上升。

(6)在一个实施方式中，在上述(5)的结构中，在所述第1凸部的顶端设置有密封尖端，所述最小间隙部形成在所述第1凸部的所述密封尖端与所述第2凸部的所述半径方向的外侧的面之间。

根据上述(6)的结构，由于最小间隙部的间隙宽度方向沿着半径方向，因此即使叶轮在轴向上偏移，最小间隙部的间隙宽度也不容易受到影响。由此，能够抑制因叶轮的轴向位置的偏移而导致的密封性能降低。

(7)本发明的至少一个实施方式的离心压缩机的特征在于，具有：

叶轮，流体在该叶轮的半径方向上流动；

静止部件，设置于所述叶轮的背面侧；以及

上述(1)至(6)中的任意结构所记载的迷宫式密封件，设置在所述叶轮的所述背面与所述静止部件之间。

根据上述(7)的结构，能够减少从穿过迷宫式密封件的流体向叶轮的热输入量，抑制叶轮的温度上升。由此，能够抑制因叶轮的高温化引起的蠕变寿命的降低，能够实现离心压缩机的高压力比化。

(8)本发明的至少一个实施方式的增压机具有：

压缩机，构成为包含上述(7)的结构所记载的离心压缩机，并用于对向内燃机的进气进行压缩；以及

涡轮，构成为被内燃机的排放气体驱动，对所述压缩机进行驱动。

根据上述(8)的结构，通过减少从穿过迷宫式密封件的流体向叶轮的热输入量，而能够实现离心压缩机的高压力比化，能够提高增压机的性能。

发明效果

根据本发明的至少一个实施方式，能够减少从穿过迷宫式密封件的流体向叶轮的热输入量，抑制叶轮的温度上升。由此，能够抑制因叶轮的高温化引起的蠕变寿命的降低。

附图说明

图1是表示一个实施方式的增压机的整体结构的剖视图。

图2A是表示一个实施方式的迷宫式密封件的图，是叶轮的背面周边的纵剖视图。

图2B是从背面(A方向)观察图2A所示的叶轮的俯视图。

图3是表示一个实施方式的迷宫式密封件的图，是叶轮和静止部件的概略剖视图。

图4是图3所示的迷宫式密封件的放大剖视图。

图5是另一实施方式的迷宫式密封件的放大剖视图。

图6是表示迷宫式密封件的流动解析结果中的子午面内流速分布的图。

图7是表示迷宫式密封件的流动解析结果中的相对总温度分布的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的几个实施方式进行说明。只是，关于作为实施方式所记载的或者附图中所示的结构部件的尺寸、材质、形状、其相对的配置等，并不意图将本发明的范围限于此，仅仅是说明例。

首先参照图1，对应用本实施方式的迷宫式密封件10的增压机1进行说明。在该图中，具体而言，迷宫式密封件10应用于增压机1的离心压缩机3。另外，迷宫式密封件10的应用不限于图示的离心压缩机3，也可以用于其他形式的离心压缩机。

图1是表示一个实施方式的增压机1的整体结构的剖视图(纵剖视图)，作为一例表示船舶用的排气涡轮增压机。

如该图所示，一个实施方式的增压机1具有：轴流式涡轮(以下，称为涡轮)2，构成为由来自内燃机(例如船舶用柴油机)的排气进行驱动；以及离心压缩机3，构成为由该涡轮2驱动，对向内燃机供给的进气进行压缩。

作为具体的结构例，在涡轮2与离心压缩机3之间设置有轴承台4。涡轮2的涡轮壳21、轴承台4、离心压缩机3的压缩机壳31通过紧固部件(例如螺栓)等连结单元而一体地构成。在轴承台4收纳有推力轴承41、径向轴承42、43。转子5由这些推力轴承41和径向轴承42、43旋转自如地支承。转子5的一端侧与涡轮2的活动叶片24连结，另一端侧与离心压缩机3的叶轮32连结。

涡轮2构成为由内燃机(未图示)的排放气体进行驱动，对离心压缩机3进行驱动。具体而言，涡轮2包含：转子5(实际上为转子5的一端侧)；植入在转子5的外周的多个活动叶片24；以及设置于转子5和活动叶片24的外周侧的涡轮壳21。通过包含涡轮壳21在内的静止系部件，从而在排放气体的流动方向上依次形成有供排放气体流动的入口通路27、轴向通路28以及出口通路29。轴向通路28位于入口通路27与出口通路29之间，沿着转子5的旋转轴O延伸。在该轴向通路设置有活动叶片24。并且，在活动叶片24的入口侧设置有涡轮喷嘴(静叶片)25。

在该涡轮2中，来自内燃机的排放气体从入口通路27被导入，通过在轴向通路28中流动的排放气体而使与活动叶片24连结的转子5旋转。穿过了活动叶片24的排放气体通过出口通路29而被排出。

离心压缩机3构成为对向内燃机(未图示)的进气进行压缩，包含：转子5(实际上为转子5的另一端侧)；设置于转子5的外周的叶轮32；以及设置于转子5和叶轮32的外周侧的压缩机壳31。通过包含压缩机壳31的静止系部件而形成空气入口37和出口涡管38。在空气入口37与出口涡管38之间，在空气的流动方向(离心压缩机3的半径方向)上依次配置有叶轮32和扩散器36。叶轮32具有：圆盘状的轮毂33，固定于转子5的外周；以及多个叶片(翼片)34，固定于轮毂33，相对于该轮毂33呈放射状排列。流体(这里为空气)沿半径方向在该叶轮32中流动。另外，图1中例示了单级的离心压缩机，但也可以是多级的离心压缩机。

在该离心压缩机3中，从空气入口37导入的空气在穿过叶轮32、扩散器36以及出口涡管38时升压。由离心压缩机3压缩后的空气中的大部分被引导到内燃机的发动机气缸，在燃烧、膨胀工序中进行按下活塞的工作。这里所产生的高温高压的燃烧气体被送至涡轮2，通过涡轮2对同轴上的离心压缩机3进行驱动。

在轴承台4中形成有润滑油供给通路44。润滑油供给通路44的一端侧与润滑油供给部(例如油罐和油泵)连接。润滑油供给通路44的另一端侧分支成多个，分支端部分别与推力轴承41和径向轴承42、43连接。并且，润滑油经由润滑油供给通路44分别向推力轴承41和径向轴承42、43供给。

在具有上述这样的结构的增压机1中，在离心压缩机3与轴承台4之间设置有迷宫式密封件10。具体而言，迷宫式密封件10构成为对叶轮32与面向叶轮32的轴承台4的静止部件46之间进行密封。

主要通过该迷宫式密封件10来防止包含轴承台4的内部的润滑油在内的空气混入离心压缩机3的压缩空气的情况。存在在轴承台4的内部空间充满了飞散了润滑油的雾的情况。为了防止该雾混入离心压缩机3的压缩空气，而使穿过了叶轮32的高压的压缩空气的一部分经由迷宫式密封件10流向叶轮32的背面，从而对离心压缩机3的压缩空气的流路与轴承台4的内部空间之间进行密封。

并且，在增压机1中，存在来自叶轮32的排出空气的一部分在背面迂回，并漏入轴承台4的内部空间的情况。在该情况下，叶轮32的背面成为较高的压力，在转子5的旋转轴O的方向上对于叶轮32作用有从背面侧朝向叶轮32的入口侧的较高的推力。该高推力可能导致推力轴承41的大型化、高摩擦损失。因此，从推力平衡的观点来看，也有时希望通过迷宫式密封件10来减小叶轮32的背面的压力。

这里，参照图2A和图2B～图5对本实施方式的迷宫式密封件10详细地进行说明。另外，图2A是表示一个实施方式的迷宫式密封件10的图，是叶轮32的背面周边的纵剖视图。图2B是从背面(A方向)35侧观察图2A所示的叶轮32的俯视图。图3是表示一个实施方式的迷宫式密封件10的图，是叶轮32和静止部件46的概略剖视图。图4和图5是各实施方式的迷宫式密封件10的放大剖视图。

如图2A和图2B～图5所示，本实施方式的迷宫式密封件10用于离心压缩机，该离心压缩机具有供流体(例如空气)在半径方向上流动的叶轮32和设置于叶轮32的背面35侧的静止部件46。该迷宫式密封件10在离心压缩机的半径方向上对叶轮32的背面35与静止部件46之间进行密封。

在几个实施方式中，迷宫式密封件10包含：设置于叶轮32的背面35的多个第1凸部11；以及设置于静止部件46的多个第2凸部12。在第1凸部11与第2凸部12之间，迷宫状的流路15沿着半径方向形成。

多个第1凸部11沿着周向分别设置在叶轮32的背面35上的多个半径方向位置上。例如如图2B所示，多个第1凸部11以转子5的旋转轴O为中心而环状地设置有多个。即，多个第1凸部11形成在同心圆上。

多个第2凸部12以顶端部侵入相邻的第1凸部11之间的方式沿着周向设置于静止部件46。例如，多个第2凸部12以与图2B所示的多个第1凸部11对应的方式以转子5的旋转轴O为中心而环状地设置有多个。即，多个第2凸部12形成在同心圆上。

在图2A和图2B～图5中，例示了在半径方向上相邻的2个第1凸部11之间配置有1个第2凸部12的结构、即在半径方向上第1凸部11与第2凸部12交替地配置各1个的结构。但是，只要在相邻的2个第1凸部11之间配置有至少1个第2凸部12即可，例如也可以在半径方向上相邻的2个第1凸部11之间配置有2个第2凸部12。

并且，在图2A和图2B～图5中，叶轮32的背面35形成为与转子5的旋转轴O垂直。在该情况下，多个第1凸部11的半径方向上的排列方向以及多个第2凸部12的半径方向上的排列方向均成为与转子5的旋转轴O垂直的方向。但是，多个第1凸部11或者多个第2凸部12的排列方向也可以是相对于与旋转轴O垂直的面倾斜的方向。例如，多个第1凸部11或者多个第2凸部也可以沿着以随着从半径方向外侧朝向内侧而在轴向上远离叶轮32的入口侧的方式倾斜的方向排列。

在具有上述结构的迷宫式密封件10中，以减少从穿过流路15的流体向叶轮32的热输入量为目的，本发明者们进行了专心研究，结果得到以下见解。

本发明者们使用迷宫式密封件50作为比较例来进行流动解析，对迷宫式密封件50的流路51内的流速分布与温度分布进行计算。

图6是表示迷宫式密封件50的流动解析结果中的子午面内流速分布的图。图7是表示迷宫式密封件50的流动解析结果中的相对总温度分布的图。另外，如图6和图7所示，作为比较例的迷宫式密封件50在半径方向上交替地配置有叶轮32的背面侧的第1凸部52和静止部件46的第2凸部53。并且，第1凸部52与第2凸部53之间的流路51在第1凸部52的半径方向的外侧的面与第2凸部53的顶端部之间形成有最小间隙部54。

如图6所示，在流路51内的流速分布中，在最小间隙部54中流速最高。由相邻的第2凸部53之间与第1凸部52的顶端部所形成的膨胀区域55位于最小间隙部54的下游侧。通常，在最小间隙部54中成为高流速的流体在膨胀区域55中急剧减速。已知通过使该过程重复进行而使流体的压力逐渐降低。但是，如图6所示，实际上穿过了最小间隙部54的流速较高的流体在与静止部件46侧的壁面56冲突，且在返回叶轮32侧的局部的流路中流速保持比较高的状态。

另一方面，如图7所示，在流路51内在静止部件46侧存在相对总温度比较高的区域。其理由是静止部件46附近的流体在绝对坐标系中的流速较小，与叶轮32一同旋转的旋转坐标系中的流速较大，因此静止部件46附近的流体的相对总温度比旋转壁面侧(叶轮32的背面侧)的流体高。

这里，返回图6，在比较例的迷宫式密封件50中，在流路51内存在穿过了最小间隙部54的流速较高的流体与静止部件46侧的壁面56冲突并返回叶轮32侧的流速比较高的流路。因此，考虑在穿过了最小间隙部54的流速较高的流体与静止部件46侧的壁面56冲突而沿该壁面56流动时，从叶轮32侧观察时伴随相对总温度较高的静止部件46的壁面56附近的流体而向叶轮32侧移动。本发明者们发现这是迷宫式密封件50向叶轮32的热输入增大的原因之一。

参照图4和图5，本实施方式的迷宫式密封件10是根据本发明者们的上述的见解而构思出的，还具有以下的结构。

在几个实施方式中，在叶轮32的背面35与静止部件46之间，包含形成于第1凸部11与第2凸部12之间的多个最小间隙部16在内的迷宫状的流路15沿着半径方向形成。

并且，在穿过形成于第1凸部11与第2凸部12之间的最小间隙部16的漏出流体的流动方向上，静止部件46位于最小间隙部16的上游侧，叶轮32的背面35位于最小间隙部16的下游侧。

在上述实施方式中，在穿过最小间隙部16的漏出流体的流动方向上，静止部件46位于最小间隙部16的上游侧，并且叶轮32的背面35位于最小间隙部16的下游侧。因此，穿过最小间隙部16时被加速的流体与叶轮32的背面35冲突而不与静止部件46侧冲突，然后沿着叶轮32的背面35流动。由此，能够抑制从叶轮32侧观察时相对总温度较高的静止部件46的壁面附近的流体伴随穿过了最小间隙部16的流速较高的流体而移动到叶轮32侧的情况。因此，能够减少从穿过迷宫式密封件的流体向叶轮32的热输入量，抑制叶轮32的温度上升。

在一个实施方式中，也可以是，迷宫式密封件10构成为在叶轮32的背面35与静止部件46之间对朝向半径方向的内侧的漏出流体进行密封，最小间隙部16形成在第1凸部11的顶端或者第1凸部11的半径方向的内侧的面与第2凸部12之间。

根据上述结构，在对朝向半径方向内侧的漏出流体进行密封的迷宫式密封件10中，能够在最小间隙部16的下游侧实现朝向流体的叶轮32的背面35的流动。由此，能够减少从穿过迷宫式密封件10的流体向叶轮32的热输入量，抑制叶轮32的温度上升。

具体而言，如图4和图5所示，当流体在流路15内从半径方向外侧朝向内侧流动的情况下，通过第1凸部11中的半径方向的内侧的面或该面侧的顶端(尖端)与第2凸部12中的半径方向的外侧的面或者该面侧的顶端(尖端)形成最小间隙部16。在流体从半径方向外侧朝向内侧流动的情况下，沿着第1凸部11中的半径方向的内侧的面或者第2凸部12中的半径方向的外侧的面流动的流体从静止部件46侧朝向叶轮32侧流动。因此，通过在从静止部件46侧朝向叶轮32侧流动的流路上设置最小间隙部16，从而能够抑制从叶轮32侧观察时相对总温度较高的静止部件46的壁面附近的流体伴随穿过了最小间隙部16的流速较高的流体而向叶轮32侧移动的情况。

另外，迷宫式密封件10也可以构成为流体在流路15内从半径方向内侧朝向外侧流动。在该情况下，通过第1凸部11中的半径方向的外侧的面或者该面侧的顶端(尖端)与第2凸部12中的半径方向的内侧的面或者该面侧的顶端(尖端)而形成最小间隙部16。

接着，对图4和图5所示的各实施方式的具体的结构分别进行说明。

如图4所示，在一个实施方式中，在迷宫式密封件10的第2凸部12的顶端设置有密封尖端12a。并且，最小间隙部16形成在第1凸部11的半径方向的内侧的面与第2凸部12的密封尖端12a之间。

作为具体的结构例，第1凸部11的半径方向的内侧的面沿着轴向形成。并且，第1凸部11的半径方向的外侧的面相对于轴向倾斜地形成。此时，第1凸部11的半径方向的外侧的面也可以在随着从半径方向外侧朝向内侧而在轴向上远离叶轮32的入口侧的方向上倾斜。第1凸部11的静止部件46侧的顶端部的半径方向上的宽度比叶轮32的背面35侧的基部大。并且，关于第1凸部11，可以在半径方向上的角部设有圆角R，也可以将角部倒角成锥状。由此，在从轻量化的观点来看由铝合金等的材料形成的情况下，能够提高耐久性。

另一方面，第2凸部12的半径方向的内侧的面和外侧的面都相对于轴向倾斜地形成，这些面相互平行。此时，第2凸部12的半径方向的内侧的面和外侧的面也可以在随着从半径方向外侧朝向内侧而在轴向上远离叶轮32的入口侧的方向上倾斜。并且，关于第2凸部12，可以在半径方向上的角部设有圆角R，也可以将角部倒角成锥状。

根据上述结构，由于在静止部件46侧的第2凸部12设置有密封尖端12a，因此在最小间隙部16的下游侧，静止部件46的壁面(第2凸部12的壁面)远离穿过了最小间隙部16的流体的流动。因此，能够有效地抑制伴随穿过了最小间隙部16的流速较高的流体而向叶轮32侧移动的情况。由此，能够有效地减少从穿过迷宫式密封件10的流体向叶轮32的热输入量，进一步抑制叶轮32的温度上升。

在该情况下，第1凸部11的半径方向的内侧的面形成沿着离心压缩机的轴向(例如图1所示的旋转轴O的方向)延伸的密封面。另外，第2凸部12朝向叶轮32的背面35侧且半径方向的外侧而从静止部件46突出地设置。

根据上述结构，由于最小间隙部16的间隙宽度方向朝向半径方向，因此即使叶轮32在轴向上偏移，最小间隙部16的间隙宽度也不容易受到影响。由此，能够抑制因叶轮32的轴向位置的偏移而导致的密封性能降低。

如图5所示，在另一实施方式中，在迷宫式密封件10的第1凸部11的顶端设置有密封尖端11a。并且，最小间隙部16形成在第1凸部11的密封尖端11a与第2凸部12的半径方向的外侧的面之间。

作为具体的结构例，第1凸部11的半径方向的内侧的面和第1凸部11的半径方向的外侧的面相对于轴向倾斜地形成。此时，第1凸部11的半径方向的内侧的面和第1凸部11的半径方向的外侧的面也可以在随着从半径方向外侧朝向内侧而在轴向上远离叶轮32的入口侧的方向上倾斜。另外，第1凸部11的半径方向的内侧的面与第1凸部11的半径方向的外侧的面的倾斜角度也可以不同。在该情况下，第1凸部11的静止部件46侧的顶端部的半径方向上的宽度比叶轮32的背面35侧的基部大。另外，关于第1凸部11，可以在半径方向上的角部设有圆角R，也可以将角部倒角成锥状。由此，当从轻量化的观点来看由铝合金等材料形成的情况下，能够提高耐久性。

另一方面，关于第2凸部12，半径方向的内侧的面和外侧的面都沿着轴向形成，这些面相互平行。另外，关于第2凸部12，可以在半径方向上的角部设有圆角R，也可以将角部倒角成锥状。

根据上述结构，能够使穿过了最小间隙部16的流体朝向叶轮32的背面35，该最小间隙部16形成于叶轮32侧的第1凸部11的密封尖端11a与静止部件46的第2凸部12的径向外侧的面之间。由此，能够减少从穿过迷宫式密封件10的流体向叶轮32的热输入量，抑制叶轮32的温度上升。

在该情况下，在第1凸部11的顶端设置有密封尖端11a，最小间隙部16形成在第1凸部11的密封尖端11a与第2凸部12的半径方向的外侧的面之间。

根据上述结构，由于最小间隙部16的间隙宽度方向沿着半径方向，因此即使叶轮32在轴向上偏移，最小间隙部16的间隙宽度也不容易受到影响。由此，能够抑制因叶轮32的轴向位置的偏移导致的密封性能降低。

像上述那样，根据本发明的至少一个实施方式的迷宫式密封件10，能够减少从穿过迷宫式密封件10的流体向叶轮32的热输入量，抑制叶轮32的温度上升。由此，能够抑制因叶轮32的高温化引起的蠕变寿命的降低。

并且，根据本发明的至少一个实施方式的离心压缩机，能够减少从穿过迷宫式密封件10的流体向叶轮32的热输入量，抑制叶轮32的温度上升。由此，能够抑制因叶轮32的高温化引起的蠕变寿命的降低，能够实现离心压缩机的高压力比化。

进一步，根据本发明的至少一个实施方式的增压机1，通过减少从穿过迷宫式密封件10的流体向叶轮32的热输入量，而能够实现离心压缩机的高压力比化，能够提高增压机1的性能。

本发明不限于上述的实施方式，还包含对于上述的实施方式施加变形的方式、或者适当组合这些方式的方式。

在上述实施方式中，作为一例，对将迷宫式密封件10应用于增压机1中的离心压缩机3的情况进行了说明，但迷宫式密封件10的应用部位不限于增压机的离心压缩机3，也可以用于其他的离心压缩机。

并且，在上述实施方式中，作为一例，说明了增压机1作为离心压缩机的应用部位，但本实施方式的离心压缩机的应用部位不限于此。

例如，“半径方向”、“在某方向上”、“沿着某方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或者“同轴”等表示相对的或者绝对的配置的表述不仅严格地表示那样的配置，还表示存在公差、或者能够得到相同的功能的程度的角度或距离而相对地位移的状态。

例如，“同一”、“相等”和“均质”等表示事物处于相等的状态的表达不仅表示严格相等的状态，还表示存在公差、或者能够得到相同的功能的程度的差的状态。

例如，表示四边形或圆筒形等形状的表达不仅表示几何学上严格意思上的四边形或圆筒形等形状，在能够得到相同的效果的范围内，还表示包含凹凸部或倒角部等在内的形状。

另一方面，“具备”、“包含”或者“具有”一个结构要素这样的表达并不是将其他的结构要素的存在排除的排他性的表达。

符号说明

1增压机

2涡轮

3离心压缩机

4轴承台

5转子

10迷宫式密封件

11第1凸部

11a、12a密封尖端

12第2凸部

15流路

16最小间隙部

21涡轮壳

24活动叶片

31压缩机壳

32叶轮

33轮毂

35背面

41推力轴承

42径向轴承

43径向轴承

44润滑油供给通路

46静止部件

50迷宫式密封件

51流路

52第1凸部

53第2凸部

54最小间隙部

55膨胀区域

56壁面

O旋转轴

Claims (7)

1.一种迷宫式密封件，该迷宫式密封件用于离心压缩机，该离心压缩机具有叶轮和设置于所述叶轮的背面侧的静止部件，该迷宫式密封件的特征在于，具有：

多个第1凸部，该多个第1凸部分别沿着所述叶轮的背面上的周向设置；以及

多个第2凸部，该多个第2凸部以顶端部侵入相邻的所述第1凸部之间的方式沿着周向设置于所述静止部件，

在所述叶轮的背面与所述静止部件之间形成有迷宫状的流路，该迷宫状的流路包含形成于所述第1凸部与所述第2凸部之间的多个最小间隙部，

在穿过形成于所述第1凸部与所述第2凸部之间的最小间隙部的流体的流动方向上，所述静止部件位于所述最小间隙部的上游侧，所述叶轮的所述背面位于所述最小间隙部的下游侧，并且，

所述迷宫式密封件构成为在所述叶轮的所述背面与所述静止部件之间对朝向半径方向的内侧的所述流体进行密封，

所述最小间隙部形成在所述第1凸部的顶端与所述第2凸部之间，或者形成在所述第1凸部与所述第2凸部的顶端之间。

2.根据权利要求1所述的迷宫式密封件，其特征在于，

在所述第2凸部的顶端设置有密封尖端，

所述最小间隙部形成在所述第1凸部与所述第2凸部的所述密封尖端之间。

3.根据权利要求2所述的迷宫式密封件，其特征在于，

所述第1凸部形成沿着所述离心压缩机的轴向延伸的密封面，

所述第2凸部以朝向所述叶轮的所述背面侧且所述半径方向的外侧的状态从所述静止部件突出地设置。

4.根据权利要求1所述的迷宫式密封件，其特征在于，

在所述第1凸部的顶端设置有密封尖端，

所述最小间隙部形成在所述第1凸部的所述密封尖端与所述第2凸部之间。

5.根据权利要求4所述的迷宫式密封件，其特征在于，

所述第2凸部的所述半径方向的外侧的面形成沿着所述离心压缩机的轴向延伸的密封面，

所述第1凸部以朝向所述静止部件侧且所述半径方向的内侧的状态从所述叶轮的所述背面突出地设置。

6.一种离心压缩机，其特征在于，具有：

叶轮，流体在该叶轮的半径方向上流动；

静止部件，该静止部件设置于所述叶轮的背面侧；以及

权利要求1至5中的任意一项所述的迷宫式密封件，该迷宫式密封件设置在所述叶轮的所述背面与所述静止部件之间。

7.一种增压机，其特征在于，具有：

权利要求6所述的离心压缩机；以及

涡轮，该涡轮构成为被内燃机的排放气体驱动，对所述离心压缩机进行驱动。