CN110242360B - 动叶片侧密封装置、静叶片侧密封装置及旋转机械 - Google Patents

动叶片侧密封装置、静叶片侧密封装置及旋转机械 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种动叶片侧密封装置、静叶片侧密封装置及旋转机械，抑制旋转机械中的自激振动的产生。动叶片侧密封装置在与以从在壳体内绕轴线旋转的转子主体沿径向延伸的方式安装的多个动叶片主体各自的顶端部相连的动叶片环与壳体的内周面之间将工作流体的泄漏密封，其中，具备密封翅片，该密封翅片从壳体的内周面侧朝向动叶片环而沿径向突出且在转子主体的周向上延伸，密封翅片包括：第一密封翅片主体部及第二密封翅片主体部，隔着沿着周向不连续的间隙部而在周向上分离；及第一延伸部，随着从所述第一密封翅片主体部的端部朝向所述转子主体的旋转方向下游侧而朝向所述轴线的轴线方向上游侧延伸。

Description

动叶片侧密封装置、静叶片侧密封装置及旋转机械
技术领域
本公开涉及动叶片侧密封装置、静叶片侧密封装置及旋转机械。
背景技术
以往，已知有在发电设备等中使用的蒸汽轮机、燃气轮机等旋转机械。该旋转机械具有支撑于相对于壳体旋转自如的轮机转子(以下，简称作转子)的动叶片和支撑于壳体的静叶片，将从转子的轴线方向的上游向下游流动的工作流体的能量变换为转子的旋转能量。
在上述旋转机械中，已知，在将转子或动叶片与壳体之间密封的密封部处，从主流路逃逸的工作流体会在具有在通过喷嘴时被赋予的回旋流成分的状态下流入，在转子的周向上产生回旋流(所谓涡流)。通过涡流，在转子发生了偏心的情况下，在转子的周向上会产生在具有与转子的偏心方向不同的方向上具有峰值的正弦波状的压力分布，有时，例如在伴随于高输出的运转而涡流增加时成为转子的自激振动的原因。因而，考虑了各种用于抑制密封部处的涡流的构造，例如，在专利文献1中公开了一种在密封组件的密封齿设置有在旋转部件的轴向上贯通的多个孔的结构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-55588号公报
发明内容
发明所要解决的课题
近年来，在蒸汽轮机、燃气轮机等旋转机械中，为了轮机效率的提高化，具有转子径被小径化且叶片被多级化的倾向。因此，转子小径化及长轴化，因此具有容易产生转子的自激振动的倾向。因而，要求更有效地抑制自激振动的对策方案。
鉴于上述的情况，本发明的至少一实施方式的目的在于抑制旋转机械中的自激振动的产生。
用于解决课题的方案
(1)本发明的至少一实施方式的动叶片侧密封装置在与以从在壳体内绕轴线旋转的转子主体沿径向延伸的方式安装的多个动叶片主体各自的顶端部相连的动叶片环与所述壳体的内周面之间对工作流体的泄漏进行密封，其中，
具备密封翅片，所述密封翅片从所述壳体的内周面侧朝向所述动叶片环而沿所述径向突出，且在所述转子主体的周向上延伸，
所述密封翅片包括：
第一密封翅片主体部及第二密封翅片主体部，隔着沿着所述周向不连续的间隙部而在所述周向上分离；及
第一延伸部，随着从所述第一密封翅片主体部的端部朝向所述转子主体的旋转方向下游侧而朝向所述轴线方向上游侧延伸。
为了便于说明，有时也将在比密封翅片靠转子主体的轴线方向上游侧处在动叶片环与壳体的内周面之间沿着该密封翅片而朝向转子主体的旋转方向下游侧流动的涡流简称作上游侧涡流。另外，有时也将在比密封翅片靠转子主体的轴线方向下游侧处在动叶片环与壳体的内周面之间沿着该密封翅片而朝向转子主体的旋转方向下游侧流动的涡流简称作下游侧涡流。
另外，在以下的说明中，有时也将涡流的朝向转子主体的旋转方向下游侧流动的流速称作涡流的周向速度，或简称作周向速度。
根据上述(1)的结构，由于第一延伸部以随着朝向转子主体的旋转方向下游侧而朝向转子主体的轴线方向上游侧的方式延伸，所以对于上游侧涡流，由第一延伸部赋予朝向转子主体的轴线方向上游侧的速度成分。因而，能够在上游侧涡流产生漩涡状的流动，能够抑制上游侧涡流的周向速度。而且，根据上述(1)的结构，上游侧涡流的一部分经由间隙部而向比密封翅片靠转子主体的轴线方向下游侧处流入。因而，经由间隙部而向比密封翅片靠转子主体的轴线方向下游侧处流入的工作流体会对下游侧涡流的流动造成影响，能够抑制下游侧涡流的周向速度。由此，在使用上述(1)的结构的动叶片侧密封装置的旋转机械中，能够抑制自激振动的产生。
(2)在几个实施方式中，在上述(1)的结构中，所述密封翅片还包括第二延伸部，所述第二延伸部随着从所述第二密封翅片主体部的端部朝向所述转子主体的旋转方向上游侧而朝向所述轴线方向下游侧延伸。
根据上述(2)的结构，由于密封翅片包括从第二密封翅片主体部的端部延伸的第二延伸部，所以经由间隙部而向比密封翅片靠转子主体的轴线方向下游侧处流入的工作流体由第二延伸部引导。此时，由于第二延伸部以随着朝向转子主体的旋转方向上游侧而朝向转子主体的轴线方向下游侧的方式延伸，所以对于由第二延伸部引导的工作流体，赋予朝向转子主体的旋转方向上游侧的速度成分。因而，下游侧涡流的周向速度受到由第二延伸部引导的工作流体抑制。由此，在使用上述(2)的结构的动叶片侧密封装置的旋转机械中，能够有效地抑制自激振动的产生。
(3)在几个实施方式中，在上述(2)的结构中，所述第一延伸部中的所述转子主体的所述轴线方向下游侧的面的至少一部分与所述第二延伸部中的所述转子主体的所述轴线方向上游侧的面的至少一部分隔着所述间隙部而对向。
根据上述(3)的结构，由于具有上述(2)结构的结构，所以对于经由间隙部而向比密封翅片靠转子主体的轴线方向下游侧处流入的工作流体，赋予朝向转子主体的旋转方向上游侧的速度成分。另外，根据上述(3)的结构，经由间隙部而向比密封翅片靠转子主体的轴线方向下游侧处流入的工作流体通过第一延伸部中的转子主体的轴线方向下游侧的面的至少一部分与第二延伸部中的转子主体的轴线方向上游侧的面的至少一部分隔着间隙部而对向的部分(以下，称作对向区间)。因而，与不具有对向区间的情况相比，通过对向区间后的工作流体的通过速度增加。即，根据上述(3)的结构，对于经由间隙部而向比密封翅片靠转子主体的轴线方向下游侧处流入的工作流体，因通过对向区间而赋予朝向转子主体的旋转方向上游侧的更大的速度成分。由此，在使用上述(3)的结构的动叶片侧密封装置的旋转机械中，能够更有效地抑制自激振动的产生。
(4)在几个实施方式中，在上述(3)的结构中，所述第一延伸部中的所述转子主体的所述轴线方向下游侧的面的至少一部分与所述第二延伸部中的所述转子主体的所述轴线方向上游侧的面的至少一部分隔着所述间隙部而以固定的分离距离对向。
根据上述(4)的结构，由于第一延伸部中的转子主体的轴线方向下游侧的面的至少一部分与第二延伸部中的转子主体的轴线方向上游侧的面的至少一部分隔着间隙部而以固定的分离距离对向，所以通过第一延伸部与第二延伸部对向的对向区间的工作流体的流动逆着下游侧涡流而向下游侧流入，从而通过对向区间的流动与下游侧涡流一边紊乱一边混合。由此，能够提高由通过对向区间而向比密封翅片靠转子主体的轴线方向下游侧处流入的工作流体实现的下游侧涡流的周向速度的抑制效果。
(5)在几个实施方式中，在上述(3)的结构中，所述第一延伸部中的所述转子主体的所述轴线方向下游侧的面的至少一部分与所述第二延伸部中的所述转子主体的所述轴线方向上游侧的面的至少一部分隔着所述间隙部而对向，且随着朝向所述转子主体的所述轴线方向下游侧而分离距离变小。
根据上述(5)的结构，由于第一延伸部中的转子主体的轴线方向下游侧的面的至少一部分与第二延伸部中的转子主体的轴线方向上游侧的面的至少一部分隔着间隙部而对向，且随着朝向转子主体的轴线方向下游侧而分离距离变小，所以在第一延伸部与第二延伸部对向的对向区间中，随着朝向转子主体的轴线方向下游侧而工作流体的流速变大。因此，能够增大向比密封翅片靠转子主体的轴线方向下游侧处流入的工作流体的流速。因而，能够增大向比密封翅片靠转子主体的轴线方向下游侧处流入的工作流体的朝向转子主体的旋转方向上游侧的速度成分。由此，能够提高由通过间隙部而向比密封翅片靠转子主体的轴线方向下游侧处流入的工作流体实现的下游侧涡流的周向速度的抑制效果。
(6)在几个实施方式中，在上述(1)～(5)的任一结构中，所述第一延伸部以随着朝向所述转子主体的旋转方向下游侧而朝向所述转子主体的所述轴线方向上游侧的方式呈直线状延伸。
根据上述(6)的结构，由于第一延伸部呈直线状延伸，所以第一延伸部的形状简单，第一延伸部的形成容易。
(7)在几个实施方式中，在上述(6)的结构中，所述第一延伸部以随着朝向所述转子主体的旋转方向下游侧而相对于所述第一密封翅片主体部的延伸方向以30度以上且60度以下的倾斜角度朝向所述转子主体的所述轴线方向上游侧的方式延伸。
第一延伸部相对于第一密封翅片主体部的延伸方向的倾斜角度即第一延伸部的延伸方向与第一密封翅片主体部的延伸方向的偏离角度从以下的观点来看优选设定于规定范围内。在以下的说明中，将第一延伸部相对于第一密封翅片主体部的延伸方向的倾斜角度也简称作第一延伸部的倾斜角度。
即，在第一延伸部的倾斜角度比30度小的情况下，对上游侧涡流赋予朝向转子主体的轴线方向上游侧的速度成分的效果小，因此可能会难以在上游侧涡流产生漩涡状的流动。因而，可能会难以得到抑制上游侧涡流的周向速度的效果。因此，第一延伸部的倾斜角度优选设为30度以上。
另外，在第一延伸部的倾斜角度比60度大的情况下，经由间隙部而向比密封翅片靠转子主体的轴线方向下游侧处流入的工作流体的朝向转子主体的旋转方向上游侧的速度成分变小。因而，抑制下游侧涡流的周向速度的效果会变小。因此，第一延伸部的倾斜角度优选设为60度以下。
关于这一点，根据上述(7)的结构，由于将第一延伸部的倾斜角度设为30度以上且60度以下，所以能够有效地抑制上游侧涡流及下游侧涡流的周向速度。
(8)在几个实施方式中，在上述(1)～(5)的任一结构中，所述第一延伸部以随着朝向所述转子主体的旋转方向下游侧而朝向所述转子主体的所述轴线方向上游侧的方式朝向所述间隙部凸出地延伸。
根据上述(8)的结构，由于第一延伸部以朝向间隙部凸出的方式延伸，所以能够对上游侧涡流有效地赋予朝向转子主体的轴线方向上游侧的速度成分。
(9)在几个实施方式中，在上述(1)～(5)的任一结构中，所述第一密封翅片主体部和所述第二密封翅片主体部形成于所述转子主体的所述轴线方向上的相同位置。
根据上述(9)的结构，通过将第一密封翅片主体部和第二密封翅片主体部形成于转子主体的轴线方向上的相同位置，与将第一密封翅片主体部和第二密封翅片主体部形成于转子主体的轴线方向上的不同位置的情况相比，容易形成密封翅片。
(10)在几个实施方式中，在上述(3)～(5)的任一结构中，所述第二密封翅片主体部形成于比所述第一密封翅片主体部靠所述转子主体的所述轴线方向上游侧处。
根据上述(10)的结构，由于具有上述(3)的结构，所以经由间隙部而向比密封翅片靠转子主体的轴线方向下游侧处流入的工作流体通过第一延伸部与第二延伸部对向的对向区间。并且，根据上述(10)的结构，由于第二密封翅片主体部形成于比第一密封翅片主体部靠转子主体的轴线方向上游侧处，所以与第二密封翅片主体部未形成于比第一密封翅片主体部靠转子主体的轴线方向上游侧处的情况相比，能够延长上述对向区间的长度。因而，对于经由间隙部而向比密封翅片靠转子主体的轴线方向下游侧处流入的工作流体，因通过比第二密封翅片主体部未形成于比第一密封翅片主体部靠转子主体的轴线方向上游侧处的情况长的对向区间而赋予朝向转子主体的旋转方向上游侧的更大的速度成分。由此，在使用上述(10)的结构的动叶片侧密封装置的旋转机械中，能够更有效地抑制自激振动的产生。
(11)在几个实施方式中，在上述(1)～(10)的任一结构中，
所述密封翅片包括形成于所述转子主体的所述轴线方向上游侧的上游侧密封翅片和形成于比所述上游侧密封翅片靠所述转子主体的所述轴线方向下游侧处的下游侧密封翅片，
所述上游侧密封翅片及所述下游侧密封翅片分别包括所述第一密封翅片主体部、所述第二密封翅片主体部及所述第一延伸部。
根据上述(11)的结构，由于上游侧密封翅片的第一延伸部以随着朝向转子主体的旋转方向下游侧而朝向转子主体的轴线方向上游侧的方式延伸，所以对于在动叶片环与壳体的内周面之间沿着上游侧密封翅片的第一密封翅片主体部而朝向转子主体的旋转方向下游侧流动的涡流即上游侧密封翅片所涉及的上游侧涡流，由上游侧密封翅片的第一延伸部赋予朝向转子主体的轴线方向上游侧的速度成分。因而，能够在该涡流产生漩涡状的流动，能够抑制该涡流的周向速度。而且，根据上述(11)的结构，上游侧密封翅片所涉及的上游侧涡流的一部分经由上游侧密封翅片的间隙部而向上游侧密封翅片与下游侧密封翅片之间流入。因而，经由上游侧密封翅片的间隙部而向上游侧密封翅片与下游侧密封翅片之间流入的工作流体会对在上游侧密封翅片与下游侧密封翅片之间流动的涡流即上游侧密封翅片所涉及的下游侧涡流的流动造成影响，能够抑制该涡流的周向速度。
需要说明的是，在上游侧密封翅片与下游侧密封翅片之间流动的涡流相对于上游侧密封翅片成为上游侧密封翅片所涉及的下游侧涡流，但相对于下游侧密封翅片成为下游侧密封翅片所涉及的上游侧涡流。
同样，根据上述(11)的结构，由于下游侧密封翅片的第一延伸部以随着朝向转子主体的旋转方向下游侧而朝向转子主体的轴线方向上游侧的方式延伸，所以对于在上游侧密封翅片与下游侧密封翅片之间流动的涡流即下游侧密封翅片所涉及上游侧涡流，由下游侧密封翅片的第一延伸部赋予朝向转子主体的轴线方向上游侧的速度成分。因而，能够在该涡流产生漩涡状的流动，能够抑制该涡流的周向速度。而且，根据上述(11)的结构，下游侧密封翅片所涉及的上游侧涡流的一部分经由下游侧密封翅片的间隙部而向比下游侧密封翅片靠转子主体的轴线方向下游侧处流入。因而，经由下游侧密封翅片的间隙部而向比下游侧密封翅片靠转子主体的轴线方向下游侧处流入的工作流体会对比下游侧密封翅片靠转子主体的轴线方向下游侧的涡流即下游侧密封翅片所涉及的下游侧涡流的流动造成影响，能够抑制该涡流的周向速度。
由此，在使用上述(11)的结构的动叶片侧密封装置的旋转机械中，能够有效地抑制自激振动的产生。
(12)在几个实施方式中，在上述(11)的结构中，在所述下游侧密封翅片中沿着所述周向不连续的下游侧间隙部设置于比在所述上游侧密封翅片中沿着所述周向不连续的上游侧间隙部靠所述转子主体的所述旋转方向上游侧处。
根据上述(12)的结构，由于下游侧间隙部设置于比上游侧间隙部靠转子主体的旋转方向上游侧处，所以与下游侧间隙部未设置于比上游侧间隙部靠转子主体的旋转方向上游侧处的情况相比，如以下说明那样，能够有效地抑制在上游侧密封翅片与下游侧密封翅片之间流动的涡流的周向速度。
即，根据上述(12)的结构，与下游侧间隙部未设置于比上游侧间隙部靠转子主体的旋转方向上游侧处的情况相比，通过上游侧间隙部后的工作流体向上游侧密封翅片与下游侧密封翅片之间流入后，容易从下游侧间隙部进一步向比下游侧密封翅片靠转子主体的轴线方向下游侧处流动。因此，根据上述(12)的结构，与下游侧间隙部未设置于比上游侧间隙部靠转子主体的旋转方向上游侧处的情况相比，能够增大通过上游侧间隙部后的工作流体的通过速度。
在此，在上述(12)的结构中，由于包括上述(11)的结构，所以对于通过上游侧间隙部而向上游侧密封翅片与下游侧密封翅片之间流入的工作流体，在通过上游侧间隙部时被施加朝向转子主体的旋转方向上游侧的速度成分。因此，若通过上游侧间隙部的工作流体的通过速度变大，则该工作流体的朝向转子主体的旋转方向上游侧的速度成分也变大。由此，能够提高由该工作流体实现的在上游侧密封翅片与下游侧密封翅片之间流动的涡流的周向速度的抑制效果。
(13)在几个实施方式中，在上述(1)～(12)的任一结构中，
所述密封翅片还包括第二延伸部，该第二延伸部从所述第二密封翅片主体部的端部朝向所述转子主体的旋转方向上游侧延伸，且以随着朝向所述旋转方向上游侧而朝向所述转子主体的所述轴线方向下游侧的方式延伸，
所述密封翅片至少包括所述密封翅片在所述转子主体的所述周向上被分割而成的第一段及第二段，
所述第一密封翅片主体部及所述第一延伸部设置于所述第一段，
所述第二密封翅片主体部及所述第二延伸部设置于所述第二段。
根据上述(13)的结构，由于第一密封翅片主体部及第一延伸部设置于第一段，第二密封翅片主体部及第二延伸部设置于第二段，所以容易形成第一延伸部及第二延伸部。
(14)本发明的至少一实施方式的静叶片侧密封装置在与以朝向在壳体内绕轴线旋转的转子主体而向径向内侧延伸的方式安装的多个静叶片主体各自的顶端部相连的静叶片环与所述转子主体的外周面之间对工作流体的泄漏进行密封，其中，
具备密封翅片，所述密封翅片从所述静叶片环侧朝向所述转子主体的所述外周面而沿所述径向突出且在所述转子主体的周向上延伸，
所述密封翅片包括：
第一密封翅片主体部及第二密封翅片主体部，隔着沿着所述周向不连续的间隙部而在所述周向上分离；及
第一延伸部，从所述第一密封翅片主体部的端部朝向所述转子主体的旋转方向下游侧延伸，且以随着朝向所述旋转方向下游侧而朝向所述转子主体的所述轴线方向上游侧的方式延伸。
根据上述(14)的结构，由于第一延伸部以随着朝向转子主体的旋转方向下游侧而朝向转子主体的轴线方向上游侧的方式延伸，所以对于在静叶片环与转子主体的外周面之间沿着密封翅片而朝向转子主体的旋转方向下游侧流动的涡流，由第一延伸部赋予朝向转子主体的轴线方向上游侧的速度成分。因而，能够在该涡流产生漩涡状的流动，能够抑制该涡流的周向速度。而且，根据上述(14)的结构，沿着密封翅片而朝向转子主体的旋转方向下游侧流动的涡流的一部分经由间隙部而向比密封翅片靠转子主体的轴线方向的下游侧处流入。因而，经由间隙部而向比密封翅片靠转子主体的轴线方向的下游侧处流入的工作流体会对比密封翅片靠转子主体的轴线方向的下游侧的涡流的流动造成影响，能够抑制该涡流的周向速度。由此，在使用上述(14)的结构的静叶片侧密封装置的旋转机械中，能够抑制自激振动的产生。
(15)本发明的至少一实施方式的旋转机械具备：
所述壳体；
所述转子主体；
所述多个动叶片主体；
所述动叶片环；及
上述(1)～(13)中任一项所述的动叶片侧密封装置。
根据上述(15)的结构，由于具备上述(1)的结构的动叶片侧密封装置，所以能够抑制旋转机械中的自激振动的产生。
发明效果
根据本发明的至少一实施方式，能够抑制旋转机械中的自激振动的产生。
附图说明
图1是用于对作为具备几个实施方式的动叶片侧密封装置的旋转机械的一例的蒸汽轮机进行说明的图。
图2是示意性地示出几个实施方式的动叶片侧密封装置的图，是从转子主体的旋转方向观察时的剖视图。
图3是示意性地示出从轴线方向观察多个密封段时的状态的图。
图4是示意性地示出几个实施方式的静叶片侧密封装置的图，是从转子主体的旋转方向观察时的剖视图。
图5是示意性地示出几个实施方式的动叶片侧密封装置的密封翅片的形状的图。
图6是示意性地示出几个实施方式的动叶片侧密封装置的密封翅片的形状的图。
图7是示意性地示出几个实施方式的动叶片侧密封装置的密封翅片的形状的图。
图8是示意性地示出几个实施方式的动叶片侧密封装置的密封翅片的形状的图。
图9是示意性地示出几个实施方式的动叶片侧密封装置的密封翅片的形状的图。
图10是示意性地示出几个实施方式的动叶片侧密封装置的密封翅片的形状的图。
图11是示意性地示出几个实施方式的动叶片侧密封装置的密封翅片的形状的图。
图12是示意性地示出几个实施方式的动叶片侧密封装置的密封翅片的形状的图。
图13是示意性地示出几个实施方式的动叶片侧密封装置的密封翅片的形状的图。
图14是示意性地示出几个实施方式的动叶片侧密封装置的密封翅片的形状的图。
图15是示意性地示出几个实施方式的动叶片侧密封装置的密封翅片的形状的图。
具体实施方式
以下，参照附图来对本发明的几个实施方式进行说明。但是，作为实施方式而记载的或附图中所示的构成部件的尺寸、材质、形状及其相对配置等并非旨在将本发明的范围限定于此，只不过是说明例。
例如，“在某方向上”“沿着某方向”“平行”“正交”“中心”“同心”或“同轴”等表示相对的或绝对的配置的表述不仅严格地表示这样的配置，也表示具有公差或能够得到相同功能的程度的角度、距离而相对地位移的状态。
例如，“相同”“相等”及“均质”等表示事物相等的状态的表述不仅严格地表示相等的状态，也表示存在公差或能够得到相同功能的程度的差异的状态。
例如，四边形状、圆筒形状等表示形状的表述不仅在几何学上表示严格的含义下的四边形状、圆筒形状等形状，也表示在能够得到相同效果的范围内包括凹凸部或倒角部等的形状。
另一方面，“具备”“包括”或“具有”一个构成要素这一表述不是排除其他构成要素的存在的排他性的表述。
(关于蒸汽轮机1的结构)
图1是用于对作为具备几个实施方式的动叶片侧密封装置的旋转机械的一例的蒸汽轮机进行说明的图。
如图1所示，蒸汽轮机设备10具备作为轴流旋转机械的蒸汽轮机1、将作为工作流体的蒸汽S从蒸汽供给源(未图示)向蒸汽轮机1供给的蒸汽供给管12、及连接于蒸汽轮机1的下游侧并将蒸汽排出的蒸汽排出管13。
如图1所示，几个实施方式的蒸汽轮机1具备壳体2、在壳体2内绕轴线O旋转的转子主体11、连接于转子主体11的转子3、及将转子主体11支撑为能够绕轴线O旋转的轴承部4。
转子3具备转子主体11和轮机动叶片30。轮机动叶片30具备以从转子主体11沿径向延伸的方式安装的多个动叶片主体31和与多个动叶片主体31各自的顶端部相连的动叶片环34。
壳体2是以从外周侧覆盖转子3的方式设置的大致筒状的构件。在壳体2设置有以朝向转子主体11而向径向内侧延伸的方式安装的多个静叶片主体21。静叶片主体21沿着内周面25的周向及轴线O方向而排列多个。在多个动叶片主体31安装有与多个动叶片主体31各自的顶端部相连的静叶片环23。
在壳体2的内部中，排列有静叶片主体21和动叶片主体31的区域形成供作为工作流体的蒸汽S流通的主流路20。
图2是示意性地示出几个实施方式的动叶片侧密封装置100的图，是从转子主体11的旋转方向观察时的剖视图。几个实施方式的动叶片侧密封装置100是在动叶片环34与壳体2的内周面25之间对蒸汽S的泄漏进行密封的密封装置。几个实施方式的动叶片侧密封装置100具备相对于壳体2朝向径向内侧受到施力的呈圆弧形状的多个密封段101。
图3是示意性地示出从轴线O方向观察多个密封段101时的状态的图。在几个实施方式中，例如6个密封段101在周向上并列，由6个密封段101形成了圆环形状的密封垫102。换言之，在几个实施方式中，密封垫102在周向上被分割成6个密封段101。
在周向上相邻的密封段101彼此在其周向的端面101a处互相与对方侧的密封段101接触。
在以下的说明中，为了便于说明，将转子主体11的旋转方向用箭头R表示。另外，为了便于说明，有时也将在周向上相邻的2个密封段101中的转子主体11的旋转方向R上游侧的密封段101称作第一密封段101A，将转子主体11的旋转方向R下游侧的密封段101称作第二密封段101B。需要说明的是，第一密封段101A及第二密封段101B的称呼是相对的。
即，在图3中未图示的转子主体11沿顺时针方向旋转的情况下，例如，在互相相邻的图3的右上的密封段101和右下的密封段101中，右上的密封段101是第一密封段101A，右下的密封段101是第二密封段101B。但是，在互相相邻的图3的右下的密封段101和下方的密封段101中，右下的密封段101是第一密封段101A，下方的密封段101是第二密封段101B。这样，图3的右下的密封段101在与相邻的右上的密封段101的关系中是第二密封段101B，在与相邻的下方的密封段101的关系中是第一密封段101A。
如图2所示，在各密封段101的内周面形成有从壳体2的内周面25侧朝向动叶片环34沿径向突出且在转子主体11的周向上延伸的密封翅片110。在几个实施方式中，密封翅片110相对于密封段101形成有至少1个以上。在图2所例示性地示出的实施方式中，密封翅片110相对于密封段101沿着轴线O方向互相分离地形成有4个。
在以下的说明中，为了便于说明，有时也将在转子主体的轴线方向上相邻的2个密封翅片110中的形成于转子主体11的轴线O方向上游侧的密封翅片110称作上游侧密封翅片110A，将形成于转子主体11的轴线O方向下游侧的密封翅片110称作下游侧密封翅片110B。需要说明的是，上游侧密封翅片110A及下游侧密封翅片110B的称呼是相对的。
即，在如图2所示那样图示左侧是转子主体11的轴线O方向上游侧且图示右侧是转子主体11的轴线O方向下游侧的情况下，例如，在互相相邻的图2的最左侧的密封翅片110和从左侧起的第二个密封翅片110中，最左侧的密封翅片110是上游侧密封翅片110A，从左侧起的第二个密封翅片110是下游侧密封翅片110B。但是，在互相相邻的图2的从左侧起的第二个密封翅片110和从左侧起的第三个密封翅片110中，从左侧起的第二个密封翅片110是上游侧密封翅片110A，从左侧起的第三个密封翅片110是下游侧密封翅片110B。这样，图2的从左侧起的第二个密封翅片110在与最左侧的密封翅片110的关系中是下游侧密封翅片110B，在与从左侧起的第三个密封翅片110的关系中是上游侧密封翅片110A。
另外，在以下的说明中，有时也将形成于上述的第一密封段101A的密封翅片110称作第一段105(参照图3)。同样，有时也将形成于上述的第二密封段101B的密封翅片110称作第二段106。
图4是示意性地示出几个实施方式的静叶片侧密封装置200的图，是从转子主体11的旋转方向观察时的剖视图。几个实施方式的静叶片侧密封装置200是在静叶片环23与转子主体11的外周面之间对蒸汽S的泄漏进行密封的密封装置，具备从静叶片环23侧朝向转子主体11的外周面而沿径向突出且在转子主体的周向上延伸的密封翅片210。在几个实施方式中，密封翅片210相对于静叶片环23形成有至少1个以上。在图4所例示性地示出的实施方式中，密封翅片210相对于静叶片环23沿着轴线O方向互相分离地形成有4个。
(关于蒸汽轮机1中的自激振动)
如上所述，在蒸汽轮机1这样的轴流旋转机械中，已知，在对转子或动叶片与壳体之间进行密封的密封部处，从主流路逃逸的工作流体会在具有在通过喷嘴时被赋予的回旋流成分的状态下流入，在转子的周向上产生回旋流(所谓涡流)。通过涡流，在转子发生了偏心的情况下，在转子的周向上会产生在与转子的偏心方向不同的方向上具有峰值的正弦波状的压力分布，有时，例如在伴随于高输出的运转而涡流增加时成为转子的自激振动的原因。因而，考虑了各种用于抑制密封部处的涡流的构造。
但是，近年来，在蒸汽轮机、燃气轮机等轴流旋转机械中，为了轮机效率的提高化，具有转子径被小径化且叶片被多级化的倾向。因此，转子小径化及长轴化，因此具有容易产生转子的自激振动的倾向。因而，要求更有效地抑制自激振动的对策方案。
于是，在几个实施方式中，通过如以下这样抑制涡流来抑制转子3的自激振动。以下，进行详细说明。
图5～图15分别是示意性地示出几个实施方式的动叶片侧密封装置100的密封翅片110的形状的图。需要说明的是，图11～图14也是说明后述的第一延伸部115及第二延伸部117的形状的图。
以下说明的内容也能够对静叶片侧密封装置200的密封翅片210应用，因此，在以下的说明中，主要对动叶片侧密封装置100的密封翅片110进行说明，适当省略关于静叶片侧密封装置200的密封翅片210的说明。
在图5～图15所示的几个实施方式中，动叶片侧密封装置100的密封翅片110包括隔着沿着周向不连续的间隙部113而在周向上分离的第一密封翅片主体部111及第二密封翅片主体部112。
动叶片侧密封装置100的密封翅片110包括从第一密封翅片主体部111的端部111a朝向转子主体11的旋转方向R下游侧延伸的第一延伸部115。第一延伸部115以随着朝向旋转方向R下游侧而朝向转子主体11的轴线O方向上游侧的方式延伸。
间隙部113是沿着周向延伸的密封翅片110在周向上中断的部位。另外，换言之，间隙部113也可以说成是朝向间隙部113且朝向转子主体11的旋转方向R下游侧延伸的密封翅片110中的转子主体11的旋转方向R下游侧的端部与朝向间隙部113且朝向转子主体11的旋转方向R上游侧延伸的密封翅片110中的转子主体11的旋转方向R上游侧的端部未连接的部位。
需要说明的是，在用于抑制沿着转子主体11的轴线O方向的蒸汽S的泄漏流动的动叶片侧密封装置100中，如以下说明这样，若考虑能够经由间隙部113而从转子主体11的轴线O方向上游侧向下游侧使蒸汽S积极地流动这一间隙部113的功能，则间隙部113也可以是将密封翅片110在转子主体11的轴线O方向上贯通的贯通孔或切口部分。
在图5～图15所示的几个实施方式中，在从转子主体11的轴线O方向观察时，第一延伸部115与间隙部113至少一部分重叠。
为了便于说明，有时也将在比密封翅片110靠转子主体11的轴线O方向上游侧处在动叶片环34与壳体2的内周面25之间沿着该密封翅片110而朝向转子主体11的旋转方向R下游侧流动的涡流简称作上游侧涡流。另外，有时也将在比密封翅片110靠转子主体11的轴线O方向下游侧处在动叶片环34与壳体2的内周面25之间沿着该密封翅片110而朝向转子主体11的旋转方向R下游侧流动的涡流简称作下游侧涡流。
另外，在以下的说明中，有时也将涡流的朝向转子主体11的旋转方向R下游侧流动的流速称作涡流的周向速度，或简称作周向速度。
需要说明的是，在各图中用箭头表示涡流时，有时对箭头标注标号SW，在以下的说明中有时也表示为涡流SW。同样，在各图中用箭头表示上游侧涡流时，有时对箭头标注标号SWu，在以下的说明中有时也表示为上游侧涡流SWu。在各图中用箭头表示下游侧涡流时，有时对箭头标注标号SWd，在以下的说明中有时也表示为下游侧涡流SWd。
在图5～图15所示的几个实施方式的动叶片侧密封装置100中，由于第一延伸部115以随着朝向转子主体11的旋转方向R下游侧而朝向转子主体11的轴线O方向上游侧的方式延伸，所以例如如图5、6所示，对于上游侧涡流SWu，如箭头A所示，由第一延伸部115赋予朝向转子主体11的轴线方向上游侧的速度成分。因而，如箭头B所示，能够在上游侧涡流Swu产生漩涡状的流动，能够抑制上游侧涡流SWu的周向速度。
而且，在图5～图15所示的几个实施方式的动叶片侧密封装置100中，上游侧涡流SWu的一部分例如如图5、6中的箭头C所示那样经由间隙部113而向比密封翅片110靠转子主体11的轴线O方向下游侧处流入。因而，如箭头C所示那样经由间隙部113而向比密封翅片110靠转子主体11的轴线O方向下游侧处流入的蒸汽S会对下游侧涡流SWd的流动造成影响，能够抑制下游侧涡流SWd的周向速度。由此，在使用图5～图15所示的几个实施方式的动叶片侧密封装置100的蒸汽轮机1中，能够抑制自激振动的产生。
另外，几个实施方式的蒸汽轮机1具备壳体2、转子主体11、多个动叶片主体31、动叶片环34及图5～图15所示的几个实施方式的动叶片侧密封装置100。
在几个实施方式的蒸汽轮机1中，由于具备图5～图15所示的几个实施方式的动叶片侧密封装置100，所以能够抑制蒸汽轮机1中的自激振动的产生。
需要说明的是，为了防止图变得繁杂，省略了图5、6中的记载，但在图5、6中表示为下游侧涡流SWd的涡流SW在与该涡流SW的轴线O方向上游侧的密封翅片110的关系中是下游侧涡流SWd，而在与轴线O方向下游侧的密封翅片110的关系中是上游侧涡流SWu。并且，该涡流SW由该密封翅片110的第一延伸部115赋予朝向转子主体11的轴线方向上游侧的速度成分。因而，在该涡流SW也会产生漩涡状的流动，该涡流SW的周向速度受到抑制。
在图5～图15所示的几个实施方式中，静叶片侧密封装置200的密封翅片210包括隔着沿着周向不连续的间隙部113而在周向上分离的第一密封翅片主体部111及第二密封翅片主体部112。静叶片侧密封装置200的密封翅片210包括从第一密封翅片主体部111的端部111a朝向转子主体11的旋转方向R下游侧延伸的第一延伸部115。第一延伸部115以随着朝向旋转方向R下游侧而朝向转子主体11的轴线O方向上游侧的方式延伸。
在图5～图15所示的几个实施方式的静叶片侧密封装置200中，由于第一延伸部115以随着朝向转子主体11的旋转方向R下游侧而朝向转子主体11的轴线O方向上游侧的方式延伸，所以对于在静叶片环23与转子主体11的外周面之间沿着密封翅片210而朝向转子主体11的旋转方向R下游侧流动的涡流，由第一延伸部115赋予朝向转子主体11的轴线O方向上游侧的速度成分。因而，能够在该涡流产生漩涡状的流动，能够抑制该涡流的周向速度。
而且，在图5～图15所示的几个实施方式的静叶片侧密封装置200中，沿着密封翅片210而朝向转子主体11的旋转方向R下游侧流动的涡流的一部分经由间隙部113而向比密封翅片210靠转子主体11的轴线O方向的下游侧处流入。因而，经由间隙部113而向比密封翅片210靠转子主体11的轴线O方向的下游侧处流入的蒸汽S会对比密封翅片210靠转子主体11的轴线O方向的下游侧的涡流的流动造成影响，能够抑制该涡流的周向速度。由此，在使用图5～图15所示的几个实施方式的静叶片侧密封装置200的蒸汽轮机1中，能够抑制自激振动的产生。
在图6～图15所示的几个实施方式中，密封翅片110包括从第二密封翅片主体部112的端部112a朝向转子主体11的旋转方向R上游侧延伸的第二延伸部117。第二延伸部117以随着朝向旋转方向R上游侧而朝向转子主体11的轴线O方向下游侧的方式延伸。
在图6～图15所示的几个实施方式中，由于密封翅片110包括从第二密封翅片主体部112的端部112a延伸的第二延伸部117，所以经由间隙部113而向比密封翅片110靠转子主体11的轴线O方向下游侧处流入的蒸汽S如图6中的箭头C所示那样由第二延伸部117引导。此时，由于第二延伸部117以随着朝向转子主体11的旋转方向R上游侧而朝向转子主体11的轴线O方向下游侧的方式延伸，所以会对由第二延伸部117引导的蒸汽S赋予朝向转子主体11的旋转方向R上游侧的速度成分。因而，下游侧涡流SWd的周向速度受到由第二延伸部117引导的蒸汽S抑制。由此，在使用图6～图15所示的几个实施方式的动叶片侧密封装置100的蒸汽轮机1中，能够有效地抑制自激振动的产生。
需要说明的是，第一延伸部115及第二延伸部117在轴线O方向上的延伸长度被设为沿着转子主体11的轴线O方向而相邻的密封翅片110彼此的排列间距P的例如1/2即例如0.5P以下。原因如下。
将在后文说明，如图7、8所示，第一延伸部115及第二延伸部117有时形成于相邻的密封段101的交界附近。在该情况下，若第一延伸部115及第二延伸部117在轴线O方向上的延伸长度超过0.5P，则在密封段101的制作的情况上，与将第一延伸部115及第二延伸部117在轴线O方向上的延伸长度设为0.5P以下的情况相比，难以将端面101a附近成型。
在图6～图15所示的几个实施方式中，第一延伸部115中的转子主体11的轴线O方向下游侧的面的至少一部分与第二延伸部117中的转子主体11的轴线O方向上游侧的面的至少一部分隔着间隙部113而对向。
需要说明的是，第一延伸部115与第二延伸部117隔着间隙部113而对向的状态例如表示第一延伸部115中的转子主体11的轴线O方向下游侧的面115s的法线与第二延伸部117交叉的状态或第二延伸部117中的转子主体11的轴线O方向上游侧的面117s的法线与第一延伸部115交叉的状态。或者，也可以将相当于面115s与面117s的中间位置的中间面能够规定的状态设为对向的状态。
在以下的说明中，也将第一延伸部115与第二延伸部117隔着间隙部113而对向的部分称作对向区间Os。在对向区间Os中，由隔着间隙部113而对向的第一延伸部115和第二延伸部117形成蒸汽S的流路。在图11～14所示的几个实施方式中，例示对向区间Os。
在图6～图15所示的几个实施方式中，对于经由间隙部113而向比密封翅片110靠转子主体11的轴线O方向下游侧处流入的蒸汽S，如上所述，赋予朝向转子主体11的旋转方向R上游侧的速度成分。另外，在图6～图15所示的几个实施方式中，经由间隙部113而向比密封翅片110靠转子主体11的轴线O方向下游侧处流入的蒸汽S通过第一延伸部115中的转子主体11的轴线O方向下游侧的面115s的至少一部分与第二延伸部117中的转子主体11的轴线O方向上游侧的面117s的至少一部分隔着间隙部113而对向的部分即对向区间Os。因而，与不具有对向区间Os的情况相比，蒸汽S因通过对向区间Os而被整流，通过对向区间Os的蒸汽S的通过速度增加。即，在图6～图15所示的几个实施方式中，对于经由间隙部113而向比密封翅片110靠转子主体11的轴线O方向下游侧处流入的蒸汽S，因通过对向区间Os而施加朝向转子主体11的旋转方向R上游侧的更大的速度成分。由此，在使用图6～图15所示的几个实施方式的动叶片侧密封装置100的蒸汽轮机1中，能够更有效地抑制自激振动的产生。
在图6～图11、图15所示的几个实施方式中，例如如图11中很好示出那样，第一延伸部115中的转子主体11的轴线O方向下游侧的面115s的至少一部分与第二延伸部117中的转子主体11的轴线O方向上游侧的面117s的至少一部分隔着间隙部113而以固定的分离距离La对向。
因而，通过第一延伸部115与第二延伸部117对向的对向区间Os的蒸汽S的流动逆着下游侧涡流SWd而向下游侧流入，从而通过对向区间Os的流动与下游侧涡流SWd一边紊乱一边混合。由此，能够提高由通过对向区间Os而向比密封翅片110靠转子主体11的轴线O方向下游侧处流入的蒸汽S实现的下游侧涡流SWd的周向速度的抑制效果。
在图12所示的一实施方式中，第一延伸部115中的转子主体11的轴线O方向下游侧的面115s的至少一部分与第二延伸部117中的转子主体11的轴线O方向上游侧的面117s的至少一部分隔着间隙部113而对向，且随着朝向转子主体11的轴线O方向下游侧而分离距离L变小。
在图12所示的一实施方式中，由于随着朝向转子主体11的轴线O方向下游侧而上述分离距离L变小，所以在第一延伸部115与第二延伸部117对向的对向区间Os中，随着朝向转子主体11的轴线O方向下游侧而蒸汽S的流速变大。因此，能够增大向比密封翅片110靠转子主体11的轴线O方向下游侧处流入的蒸汽S的流速。因而，能够增大向比密封翅片110靠转子主体11的轴线O方向下游侧处流入的蒸汽S的朝向转子主体11的旋转方向R上游侧的速度成分。由此，能够提高由通过间隙部113而向比密封翅片110靠转子主体11的轴线O方向下游侧处流入的蒸汽S实现的下游侧涡流SWd的周向速度的抑制效果。
在图5～图12、图15所示的几个实施方式中，第一延伸部115以随着朝向转子主体11的旋转方向R下游侧而朝向转子主体11的轴线O方向上游侧的方式呈直线状延伸。
由此，第一延伸部115的形状简单，第一延伸部115的形成容易。
需要说明的是，关于第二延伸部117也是同样，若如图6～图12、图15所示的几个实施方式那样将第二延伸部117构成为以随着朝向转子主体11的旋转方向R下游侧而朝向转子主体11的轴线O方向上游侧的方式呈直线状延伸，则第二延伸部117的形状简单，第二延伸部117的形成容易。
在图5～图12、图15所示的几个实施方式中，第一延伸部115以随着朝向转子主体11的旋转方向R下游侧而相对于第一密封翅片主体部111的延伸方向以30度以上且60度以下的倾斜角度θ1(参照图11)朝向转子主体11的轴线O方向上游侧的方式延伸。
第一延伸部115相对于第一密封翅片主体部111的延伸方向的倾斜角度θ1即第一延伸部115的延伸方向与第一密封翅片主体部111的延伸方向的偏离角度从以下的观点来看优选设定于规定范围内。在以下的说明中，将第一延伸部115相对于第一密封翅片主体部111的延伸方向的倾斜角度θ1也称作第一延伸部115的倾斜角度θ1，或简称作倾斜角度θ1。
即，在第一延伸部115的倾斜角度θ1比30度小的情况下，对上游侧涡流SWu(参照图5、6)赋予朝向转子主体11的轴线O方向上游侧的速度成分的效果小，因此可能会难以在上游侧涡流Swu产生漩涡状的流动。因而，可能会难以得到抑制上游侧涡流SWu的周向速度的效果。因此，第一延伸部115的倾斜角度θ1优选设为30度以上。
另外，在第一延伸部115的倾斜角度θ1比60度大的情况下，经由间隙部113而向比密封翅片110靠转子主体11的轴线O方向下游侧处流入的蒸汽S的朝向转子主体11的旋转方向R上游侧的速度成分变小。因而，抑制下游侧涡流SWd的周向速度的效果会变小。因此，第一延伸部115的倾斜角度θ1优选设为60度以下。
关于这一点，在图5～图12、图15所示的几个实施方式中，由于将第一延伸部115的倾斜角度θ1设为30度以上且60度以下，所以能够有效地抑制上游侧涡流SWu及下游侧涡流SWd的周向速度。
需要说明的是，将第二延伸部117相对于第二密封翅片主体部112的延伸方向的倾斜角度θ2即第二延伸部117的延伸方向与第二密封翅片主体部112的延伸方向的偏离角度也称作第二延伸部117的倾斜角度θ2，或简称作倾斜角度θ2。如上所述，第二延伸部117与第一延伸部115一起形成对向区间Os，能够利用通过对向区间Os的蒸汽S来得到下游侧涡流SWd的周向速度的抑制效果。因而，在图6～图12、图15所示的几个实施方式中，除了如图12所示的一实施方式这样增大从对向区间Os吹出的蒸汽S的通过速度的情况之外，可认为第二延伸部117的延伸方向与第一延伸部115的延伸方向的偏离较小为好。
于是，在图6～图11、图15所示的几个实施方式中，第二延伸部117的倾斜角度θ2优选设为30度以上且60度以下。
在图13、14所示的几个实施方式中，第一延伸部115以随着朝向转子主体11的旋转方向R下游侧而朝向转子主体11的轴线O方向上游侧的方式朝向间隙部113凸出地延伸。
即，例如在图13所示的一实施方式中，第一延伸部115包括从第一密封翅片主体部111的端部111a朝向转子主体11的旋转方向R下游侧延伸的基端侧第一延伸部115a和从基端侧第一延伸部115a的旋转方向R下游侧的端部进一步朝向旋转方向R下游侧延伸的顶端侧第一延伸部115b。
在图13所示的一实施方式中，顶端侧第一延伸部115b相对于第一密封翅片主体部111的延伸方向的倾斜角度θ1b比基端侧第一延伸部115a相对于第一密封翅片主体部111的延伸方向的倾斜角度θ1a大。因而，在图13所示的一实施方式中，第一延伸部115以随着朝向转子主体11的旋转方向R下游侧而朝向转子主体11的轴线O方向上游侧的方式朝向间隙部113凸出地延伸。
另外，例如在图14所示的一实施方式中，第一延伸部115形成为曲率的中心存在于比密封翅片110靠转子主体11的轴线O方向上游侧处的圆弧形状。因而，在图14所示的一实施方式中，第一延伸部115以随着朝向转子主体11的旋转方向R下游侧而朝向转子主体11的轴线O方向上游侧的方式朝向间隙部113凸出地延伸。
这样，在图13、14所示的几个实施方式中，由于第一延伸部115以朝向间隙部113凸出的方式延伸，所以能够对上游侧涡流Swu有效地赋予朝向转子主体11的轴线O方向上游侧的速度成分。
需要说明的是，也可以如图13、14所示的几个实施方式这样，使第二延伸部117以随着朝向转子主体11的旋转方向R上游侧而朝向转子主体11的轴线O方向下游侧的方式朝向间隙部113凸出地延伸。
例如在图13所示的一实施方式中，第二延伸部117包括从第二密封翅片主体部112的端部112a朝向转子主体11的旋转方向R上游侧延伸的基端侧第二延伸部117a和从基端侧第二延伸部117a的旋转方向R上游侧的端部进一步朝向旋转方向R上游侧延伸的顶端侧第二延伸部117b。
在图13所示的一实施方式中，顶端侧第二延伸部117b相对于第二密封翅片主体部112的延伸方向的倾斜角度θ2b比基端侧第二延伸部117a相对于第二密封翅片主体部112的延伸方向的倾斜角度θ2a大。
另外，例如在图14所示的一实施方式中，第二延伸部117形成为曲率的中心存在于比密封翅片110靠转子主体11的轴线O方向下游侧处的圆弧形状。
在图5～图14所示的几个实施方式中，第一密封翅片主体部111和第二密封翅片主体部112形成于转子主体11的轴线O方向上的相同位置。
由此，与将第一密封翅片主体部111和第二密封翅片主体部112形成于转子主体11的轴线O方向上的不同位置的情况相比，容易形成密封翅片110。
在图15所示的一实施方式中，第二密封翅片主体部112形成于比第一密封翅片主体部111靠转子主体11的轴线O方向上游侧处。
需要说明的是，在图15所示的一实施方式中，相对于第二密封翅片主体部112在转子主体11的旋转方向R下游侧相邻的密封翅片110形成于比该第二密封翅片主体部112靠转子主体11的轴线O方向下游侧处。通过这样将相对于该第二密封翅片主体部112在转子主体11的旋转方向R下游侧相邻的密封翅片110形成于比该第二密封翅片主体部112靠转子主体11的轴线O方向下游侧处，来防止密封翅片110的形成位置随着朝向转子主体11的旋转方向R下游侧而依次向转子主体11的轴线O方向上游侧偏移。即，在图15所示的一实施方式中，以使第一密封翅片主体部111与形成于比第一密封翅片主体部111靠转子主体11的轴线O方向上游侧处的第二密封翅片主体部112的对沿着转子主体11的旋转方向R依次出现的方式形成有第一密封翅片主体部111和第二密封翅片主体部112。
在图15所示的一实施方式中，经由间隙部113而向比密封翅片110靠转子主体11的轴线O方向下游侧处流入的蒸汽S通过对向区间Os。并且，在图15所示的一实施方式中，由于第二密封翅片主体部112形成于比第一密封翅片主体部111靠转子主体11的轴线O方向上游侧处，所以与第二密封翅片主体部112未形成于比第一密封翅片主体部111靠转子主体11的轴线O方向上游侧处的情况相比，能够延长上述对向区间Os的长度。因而，对于经由间隙部113而向比密封翅片110靠转子主体11的轴线O方向下游侧处流入的蒸汽S，因通过比第二密封翅片主体部112未形成于比第一密封翅片主体部111靠转子主体11的轴线O方向上游侧处的情况长的对向区间Os而赋予朝向转子主体11的旋转方向R上游侧的更大的速度成分。由此，在使用图15所示的一实施方式的动叶片侧密封装置100的蒸汽轮机1中，能够更有效地抑制自激振动的产生。
在图5～图10所示的几个实施方式中，密封翅片110包括形成于转子主体11的轴线O方向上游侧的上游侧密封翅片110A和形成于比上游侧密封翅片110A靠转子主体11的轴线O方向下游侧处的下游侧密封翅片110B。上游侧密封翅片110A及下游侧密封翅片110B分别包括第一密封翅片主体部111、第二密封翅片主体部112及第一延伸部115。
在图5～图10所示的几个实施方式中，例如如图5、6中很好示出那样，上游侧密封翅片110A的第一延伸部115以随着朝向转子主体11的旋转方向R下游侧而朝向转子主体11的轴线O方向上游侧的方式延伸。因此，对于在动叶片环34与壳体2的内周面25之间沿着上游侧密封翅片110A的第一密封翅片主体部111而朝向转子主体11的旋转方向R下游侧流动的涡流SW即上游侧密封翅片110A所涉及的上游侧涡流SWu，如箭头A所示，由上游侧密封翅片110A的第一延伸部115赋予朝向转子主体11的轴线O方向上游侧的速度成分。因而，能够在该涡流Swu如箭头b所示那样产生漩涡状的流动，能够抑制该涡流SWu的周向速度。
而且，在图5～图10所示的几个实施方式中，例如如图5、6中很好示出那样，上游侧密封翅片110A所涉及的上游侧涡流SWu的一部分如箭头C所示那样经由上游侧密封翅片110A的间隙部113而向上游侧密封翅片110A与下游侧密封翅片110B之间流入。因而，经由上游侧密封翅片110A的间隙部113而向上游侧密封翅片110A与下游侧密封翅片110B之间流入的蒸汽S会对在上游侧密封翅片110A与下游侧密封翅片110B之间流动的涡流SW即上游侧密封翅片110A所涉及的下游侧涡流SWd的流动造成影响，能够抑制抑制该涡流SWd的周向速度。
需要说明的是，在上游侧密封翅片110A与下游侧密封翅片110B之间流动的涡流SW相对于上游侧密封翅片110A成为上游侧密封翅片110A所涉及的下游侧涡流SWd，但相对于下游侧密封翅片110B成为下游侧密封翅片110B所涉及的上游侧涡流SWu。
在图5～图10所示的几个实施方式中，例如如图5、6中很好示出那样，下游侧密封翅片110B的第一延伸部115以随着朝向转子主体11的旋转方向R下游侧而朝向转子主体11的轴线O方向上游侧的方式延伸。因此，对于在上游侧密封翅片110A与下游侧密封翅片110B之间流动的涡流SW即下游侧密封翅片110B所涉及的上游侧涡流，由下游侧密封翅片110B的第一延伸部115赋予朝向转子主体11的轴线O方向上游侧的速度成分。因而，能够在该涡流SW产生漩涡状的流动，能够抑制该涡流SW的周向速度。
而且，在图5～图10所示的几个实施方式中，例如如图5、6中很好示出那样，下游侧密封翅片110B所涉及的上游侧涡流的一部分经由下游侧密封翅片110B的间隙部113而向比下游侧密封翅片110B靠转子主体11的轴线O方向下游侧处流入。因而，经由下游侧密封翅片110B的间隙部113而向比下游侧密封翅片110B靠转子主体11的轴线O方向下游侧处流入的蒸汽S会对比下游侧密封翅片110B靠转子主体11的轴线O方向下游侧的涡流SW即下游侧密封翅片110B所涉及的下游侧涡流的流动造成影响，能够抑制该涡流SW的周向速度。
由此，在使用图5～图10所示的几个实施方式的动叶片侧密封装置100的蒸汽轮机1中，能够有效地抑制自激振动的产生。
在图8、10所示的几个实施方式中，作为关于下游侧密封翅片110B的间隙部113的在下游侧密封翅片110B中沿着周向不连续的下游侧间隙部113B设置于比作为关于上游侧密封翅片110A的间隙部113的、在上游侧密封翅片110A中沿着周向不连续的上游侧间隙部113A靠转子主体11的旋转方向R上游侧处。
由此，与下游侧间隙部113B未设置于比上游侧间隙部113A靠转子主体11的旋转方向R上游侧处的情况相比，如以下说明这样，能够有效地抑制在上游侧密封翅片110A与下游侧密封翅片110B之间流动的涡流SW的周向速度。
即，在图8、10所示的几个实施方式中，与下游侧间隙部113B未设置于比上游侧间隙部113A靠转子主体11的旋转方向R上游侧处的情况相比，通过上游侧间隙部113A后的蒸汽S向上游侧密封翅片110A与下游侧密封翅片110B之间流入之后，容易从下游侧间隙部113B进一步向比下游侧密封翅片110B靠转子主体11的轴线O方向下游侧处流动。因此，在图8、10所示的几个实施方式中，与下游侧间隙部113B未设置于比上游侧间隙部113A靠转子主体11的旋转方向R上游侧处的情况相比，能够增大通过上游侧间隙部113A后的蒸汽S的通过速度。
如上所述，对于通过上游侧间隙部113A而向上游侧密封翅片110A与下游侧密封翅片110B之间流入的蒸汽S，在通过上游侧间隙部113A时赋予朝向转子主体11的旋转方向R上游侧的速度成分。因此，若通过上游侧间隙部113A的蒸汽S的通过速度变大，则该蒸汽S的朝向转子主体11的旋转方向R上游侧的速度成分也变大。由此，能够提高由该蒸汽S实现的在上游侧密封翅片110A与下游侧密封翅片110B之间流动的涡流SW的周向速度的抑制效果。
需要说明的是，在如图10所示的一实施方式这样将下游侧间隙部113B设置于比上游侧间隙部113A靠转子主体11的旋转方向R上游侧处的情况下，也可以使上游侧间隙部113A处的分离间隔L1比下游侧间隙部113B处的分离间隔L2小。
在如动叶片尖端密封这样入口涡流速度大的情况下，比密封翅片110靠转子主体11的轴线O方向上游侧的上游侧涡流Swu与比密封翅片110靠转子主体11的轴线O方向下游侧的下游侧涡流SWd相比，周向速度大。因而，经由上游侧间隙部113A而向密封翅片110的下游侧流入的蒸汽S的流速优选比经由下游侧间隙部113B而向密封翅片110的下游侧流入的蒸汽S的流速大。
关于这一点，通过如图10所示的一实施方式那样使上游侧间隙部113A处的分离间隔L1比下游侧间隙部113B处的分离间隔L2小，能够使经由上游侧间隙部113A而向密封翅片110的下游侧流入的蒸汽S的流速比经由下游侧间隙部113B而向密封翅片110的下游侧流入的蒸汽S的流速大。
在图7、8所示的几个实施方式中，密封翅片110至少包括密封翅片110在转子主体11的周向上被分割而成的第一段105及第二段106。第一密封翅片主体部111及第一延伸部115设置于第一段105。第二密封翅片主体部112及第二延伸部117设置于第二段106。
即，在图7、8所示的几个实施方式中，隔着间隙部113而设置的第一密封翅片主体部111及第一延伸部115和第二密封翅片主体部112及第二延伸部117配置于不同的密封段101。这样，在图7、8所示的几个实施方式中，第一延伸部115及第二延伸部117形成于相邻的密封段101的交界附近。
需要说明的是，在着眼于1个密封段101的情况下，在该密封段101的密封翅片110中，在转子主体11的旋转方向R上游侧设置有第二延伸部117，在转子主体11的旋转方向R下游侧设置有第一延伸部115。
在图7、8所示的几个实施方式中，由于第一密封翅片主体部111及第一延伸部115设置于第一段105，第二密封翅片主体部112及第二延伸部117设置于第二段106，所以第一延伸部115及第二延伸部117分别形成于密封段101的周向的端部附近。因此，与将第一延伸部115及第二延伸部117形成于从密封段101的周向的端部离开的位置的情况相比，容易形成第一延伸部115及第二延伸部117。
需要说明的是，也可以隔着间隙部113而将第一延伸部115和第二延伸部117形成于同一密封段101。
本发明不限于上述的实施方式，也包括对上述的实施方式施加变形后的方式和将这些方式适当组合后的方式。
例如，在图6～15所示的几个实施方式中，第一延伸部115和第二延伸部117也可以形成为隔着间隙部113而对称，也可以变更第一延伸部115和第二延伸部117中的一方的长度、延伸角度等而设为非对称。
另外，在图6～15所示的几个实施方式中，第一延伸部115的形状与第二延伸部117的形状大致同样，但例如也可以将图11～14所示的任一第一延伸部115与图11～14所示的任一第二延伸部117适当组合。
标号说明
1 蒸汽轮机
2 壳体
3 转子
11 转子主体
21 静叶片主体
23 静叶片环
31 动叶片主体
34 动叶片环
100 动叶片侧密封装置
105 第一段
106 第二段
110、210 密封翅片
110A 上游侧密封翅片
110B 下游侧密封翅片
111 第一密封翅片主体部
112 第二密封翅片主体部
113 间隙部
113A 上游侧间隙部
113B 下游侧间隙部
115 第一延伸部
117 第二延伸部
200 静叶片侧密封装置。

Claims (13)

1.一种动叶片侧密封装置，在与以从在壳体内绕轴线旋转的转子主体沿径向延伸的方式安装的多个动叶片主体各自的顶端部相连的动叶片环与所述壳体的内周面之间对工作流体的泄漏进行密封，其中，
具备密封翅片，所述密封翅片从所述壳体的内周面侧朝向所述动叶片环而沿所述径向突出，且在所述转子主体的周向上延伸，
所述密封翅片包括：
第一密封翅片主体部及第二密封翅片主体部，隔着沿着所述周向不连续的间隙部而在所述周向上分离；及
第一延伸部，随着从所述第一密封翅片主体部的端部朝向所述转子主体的旋转方向下游侧，而朝向所述轴线的轴线方向上游侧延伸，
所述密封翅片还包括第二延伸部，所述第二延伸部随着从所述第二密封翅片主体部的端部朝向所述转子主体的旋转方向上游侧，而朝向所述轴线方向下游侧延伸，
所述第一延伸部中的所述转子主体的所述轴线方向下游侧的面的至少一部分与所述第二延伸部中的所述转子主体的所述轴线方向上游侧的面的至少一部分隔着所述间隙部而对向，
所述第二密封翅片主体部形成于比所述第一密封翅片主体部靠所述转子主体的所述轴线方向上游侧处。
2.根据权利要求1所述的动叶片侧密封装置，其中，
所述第一延伸部中的所述转子主体的所述轴线方向下游侧的面的至少一部分与所述第二延伸部中的所述转子主体的所述轴线方向上游侧的面的至少一部分隔着所述间隙部而以固定的分离距离对向。
3.根据权利要求1所述的动叶片侧密封装置，其中，
所述第一延伸部中的所述转子主体的所述轴线方向下游侧的面的至少一部分与所述第二延伸部中的所述转子主体的所述轴线方向上游侧的面的至少一部分隔着所述间隙部而对向，且随着朝向所述转子主体的所述轴线方向下游侧而分离距离变小。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的动叶片侧密封装置，其中，
所述第一延伸部以随着朝向所述转子主体的旋转方向下游侧而朝向所述转子主体的所述轴线方向上游侧的方式呈直线状延伸。
5.根据权利要求4所述的动叶片侧密封装置，其中，
所述第一延伸部以随着朝向所述转子主体的旋转方向下游侧而相对于所述第一密封翅片主体部的延伸方向以30度以上且60度以下的倾斜角度朝向所述转子主体的所述轴线方向上游侧的方式延伸。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的动叶片侧密封装置，其中，
所述第一延伸部以随着朝向所述转子主体的旋转方向下游侧而朝向所述转子主体的所述轴线方向上游侧的方式朝向所述间隙部凸出地延伸。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的动叶片侧密封装置，其中，
所述第一密封翅片主体部和所述第二密封翅片主体部形成于所述转子主体的所述轴线方向上的相同位置。
8.根据权利要求1～3中任一项所述的动叶片侧密封装置，其中，
所述密封翅片还包括第二延伸部，该第二延伸部从所述第二密封翅片主体部的端部朝向所述转子主体的旋转方向上游侧延伸，且以随着朝向所述旋转方向上游侧而朝向所述转子主体的所述轴线方向下游侧的方式延伸，
所述密封翅片至少包括所述密封翅片在所述转子主体的所述周向上被分割而成的第一段及第二段，
所述第一密封翅片主体部及所述第一延伸部设置于所述第一段，
所述第二密封翅片主体部及所述第二延伸部设置于所述第二段。
9.一种动叶片侧密封装置，在与以从在壳体内绕轴线旋转的转子主体沿径向延伸的方式安装的多个动叶片主体各自的顶端部相连的动叶片环与所述壳体的内周面之间对工作流体的泄漏进行密封，其中，
具备密封翅片，所述密封翅片从所述壳体的内周面侧朝向所述动叶片环而沿所述径向突出，且在所述转子主体的周向上延伸，
所述密封翅片包括：
第一密封翅片主体部及第二密封翅片主体部，隔着沿着所述周向不连续的间隙部而在所述周向上分离；及
第一延伸部，随着从所述第一密封翅片主体部的端部朝向所述转子主体的旋转方向下游侧，而朝向所述轴线的轴线方向上游侧延伸，
所述密封翅片包括形成于所述转子主体的所述轴线方向上游侧的上游侧密封翅片和形成于比所述上游侧密封翅片靠所述转子主体的所述轴线方向下游侧处的下游侧密封翅片，
所述上游侧密封翅片及所述下游侧密封翅片分别包括所述第一密封翅片主体部、所述第二密封翅片主体部及所述第一延伸部。
10.根据权利要求9所述的动叶片侧密封装置，其中，
在所述下游侧密封翅片中沿着所述周向不连续的下游侧间隙部设置于比在所述上游侧密封翅片中沿着所述周向不连续的上游侧间隙部靠所述转子主体的所述旋转方向上游侧处。
11.一种静叶片侧密封装置，在与以朝向在壳体内绕轴线旋转的转子主体而向径向内侧延伸的方式安装的多个静叶片主体各自的顶端部相连的静叶片环与所述转子主体的外周面之间对工作流体的泄漏进行密封，其中，
具备密封翅片，所述密封翅片从所述静叶片环侧朝向所述转子主体的所述外周面而沿所述径向突出，且在所述转子主体的周向上延伸，
所述密封翅片包括：
第一密封翅片主体部及第二密封翅片主体部，隔着沿着所述周向不连续的间隙部而在所述周向上分离；及
第一延伸部，从所述第一密封翅片主体部的端部朝向所述转子主体的旋转方向下游侧延伸，且以随着朝向所述旋转方向下游侧而朝向所述转子主体的所述轴线的轴线方向上游侧的方式延伸，
所述密封翅片还包括第二延伸部，所述第二延伸部随着从所述第二密封翅片主体部的端部朝向所述转子主体的旋转方向上游侧，而朝向所述轴线方向下游侧延伸，
所述第一延伸部中的所述转子主体的所述轴线方向下游侧的面的至少一部分与所述第二延伸部中的所述转子主体的所述轴线方向上游侧的面的至少一部分隔着所述间隙部而对向，
所述第二密封翅片主体部形成于比所述第一密封翅片主体部靠所述转子主体的所述轴线方向上游侧处。
12.一种静叶片侧密封装置，在与以朝向在壳体内绕轴线旋转的转子主体而向径向内侧延伸的方式安装的多个静叶片主体各自的顶端部相连的静叶片环与所述转子主体的外周面之间对工作流体的泄漏进行密封，其中，
具备密封翅片，所述密封翅片从所述静叶片环侧朝向所述转子主体的所述外周面而沿所述径向突出，且在所述转子主体的周向上延伸，
所述密封翅片包括：
第一密封翅片主体部及第二密封翅片主体部，隔着沿着所述周向不连续的间隙部而在所述周向上分离；及
第一延伸部，从所述第一密封翅片主体部的端部朝向所述转子主体的旋转方向下游侧延伸，且以随着朝向所述旋转方向下游侧而朝向所述转子主体的所述轴线的轴线方向上游侧的方式延伸，
所述密封翅片包括形成于所述转子主体的所述轴线方向上游侧的上游侧密封翅片和形成于比所述上游侧密封翅片靠所述转子主体的所述轴线方向下游侧处的下游侧密封翅片，
所述上游侧密封翅片及所述下游侧密封翅片分别包括所述第一密封翅片主体部、所述第二密封翅片主体部及所述第一延伸部。
13.一种旋转机械，具备：
权利要求1～12中任一项所述的动叶片侧密封装置；
所述壳体；
所述转子主体；
所述多个动叶片主体；及
所述动叶片环。
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