CN112513426B - 旋转机械及密封部件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种旋转机械及密封部件,其具备:壳体(11);转子(12),旋转自如地支承于壳体(11)内;固定叶片(13),固定于壳体(11)的内周部;转动叶片(14),固定于转子(12)的外周部;及密封装置(15),配置在壳体(11)的内周部与转动叶片(14)的末端部之间,在壳体(11)的内周部设置叶片安装槽(31),并且与叶片安装槽(31)相邻地设置填缝槽(32),将固定叶片(13)的基端部装配于叶片安装槽(31),通过将填缝部件(33)卡止于填缝槽(32)及固定叶片(13)的叶片根部(13a)而将固定叶片(13)固定于壳体(11)的内周部,作为密封装置(15)将密封环(41)装配于壳体(11)的内周部,并由密封环(41)包覆填缝槽(32)的至少一部分。
Description
技术领域
本发明涉及一种旋转机械及构成密封装置的密封部件,所述旋转机械在静止侧与旋转侧之间配置抑制流体泄漏的密封装置。
背景技术
例如,蒸汽涡轮构成为如下:转子由轴承旋转自如地支承于壳体内,在转子上固定有多级转动叶片,另一方面,在壳体上固定有多级固定叶片。而且,蒸汽从壳体的供给口供给,并穿过多个转动叶片和固定叶片,由此经由各转动叶片而驱动旋转转子,并从排出口排出到外部。
在这种蒸汽涡轮中,为了抑制壳体与转动叶片的末端部之间的蒸汽的轴向泄漏流,在转动叶片的末端部与壳体之间设置有密封装置。该密封装置通常适用迷宫式密封件。迷宫式密封件通过在转动叶片的末端部或壳体的内表面上设置有多个密封翅片而构成。通过在多个密封翅片与壳体的内表面或转动叶片的末端部之间形成间隙而产生压力损失,由该压力损失抑制轴向上的蒸汽的泄漏流。作为这种密封装置,例如有记载于下述专利文献1中的密封装置。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本实开平04-093573号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
在上述蒸汽涡轮中,从密封装置泄漏的蒸汽流与穿过转动叶片或固定叶片的蒸汽的主流汇合。蒸汽的主流是沿着转子的轴向的流动,转动叶片末端部的蒸汽的泄漏流是从壳体的内周部向转子侧倾斜的流动。在该情况下,重要的是通过使蒸汽的泄漏流平稳地汇合到蒸汽的主流,减少该汇合部中的混合损失以抑制性能降低。
然而,转动叶片的位于径向内侧的基端部固定于转子的外周部,另一方面,固定叶片的位于径向外侧的基端部固定于壳体的内周部。在该情况下,固定叶片通过在基端部嵌入到形成于壳体内周部上的安装槽中之后,填缝部件压入形成于固定叶片的基端部与安装槽之间的填缝槽中而固定于壳体的。该填缝槽形成于固定叶片中的蒸汽的流动方向的上游侧。因此,从密封装置泄漏的蒸汽流因受到填缝槽的影响而成为沿着径向的纵长旋涡,并保持大的倾斜角汇合到蒸汽的主流。于是,当蒸汽的泄漏流汇合到蒸汽的主流时彼此干涉,并且因该汇合部中的混合损失增大而导致性能降低。
本发明是为了解决上述问题而完成的,其目的在于提供一种旋转机械及密封部件,其通过使来自密封装置的流体的泄漏流平稳地汇合到流体的主流,减少汇合部中的混合损失以实现性能的提高。
用于解决技术课题的手段
用于实现上述目的的本发明的旋转机械,其特征在于,具备:壳体,呈中空形状;转子,旋转自如地支承于所述壳体内;固定叶片,固定于所述壳体的内周部;转动叶片,相对于所述固定叶片在所述转子的轴向上错开固定于所述转子的外周部;及密封装置,配置在所述壳体的内周部与所述转动叶片的末端部之间,所述壳体在内周部上设置有安装凹部,并且与所述安装凹部相邻地设置有填缝凹部,所述固定叶片通过基端部装配于所述安装凹部且填缝部件卡止于所述填缝凹部及所述固定叶片的基端部而固定于所述壳体的内周部,所述密封装置具有装配于所述壳体的内周部的密封部件,所述密封部件包覆所述填缝凹部的至少一部分。
从而,若流体供给到壳体的内部,则流体的主流穿过固定叶片和转动叶片,由此转动叶片进行旋转,另一方面,一部分流体在壳体和转动叶片的末端部之间流动,密封装置发挥功能而抑制流体的泄漏。此时,从密封装置泄漏的流体的一部分汇合到穿过固定叶片和转动叶片的流体的主流。在此,由于设置在壳体的内周部上的填缝凹部被密封部件包覆,因此从密封装置泄漏的流体不会受到填缝凹部的影响而形成纵长旋涡,而平稳地汇合到流体的主流。其结果,通过使从密封装置泄漏的流体平稳地汇合到流体的主流,能够减少汇合部中的混合损失以实现性能的提高。
在本发明的旋转机械中,其特征在于,所述填缝凹部比所述安装凹部更靠流体的流动方向的上游侧而设置,所述密封部件中的流体的流动方向的下游侧的端部包覆所述填缝凹部。
从而,由于密封部件的端部包覆填缝凹部,因此能够以简单的结构适当地包覆填缝凹部。
在本发明的旋转机械中,其特征在于,在所述密封部件中的流体的流动方向的端部与所述固定叶片之间设置有规定间隙。
从而,由于在密封部件的端部与固定叶片之间设置有规定间隙,因此能够抑制密封部件因热膨胀而干涉周边部件,并且能够抑制密封部件的变形。
在本发明的旋转机械中,其特征在于,在多级所述固定叶片之间,由所述密封部件设置有沿着所述转子的轴向的平坦面。
从而,由于由密封部件设置有平坦面,因此通过使从密封装置泄漏的流体通过平坦面顺畅地流动,能够使该流体的泄漏流平稳地汇合到流体的主流。
在本发明的旋转机械中,其特征在于,所述密封部件的平坦面与所述壳体的内周面无阶差地连续。
从而,由于密封部件的平坦面与壳体的内周面无阶差地连续,因此通过使进入到密封装置中的流体或从密封装置泄漏的流体通过平坦面和内周面顺畅地流动,能够使该流体的泄漏流平稳地汇合到流体的主流。
并且,一种密封部件,其配置在壳体的内周部与转动叶片的末端部之间,所述密封部件的特征在于,具备:安装部,装配于所述壳体的内周部;密封部,设置于所述安装部的径向内侧;及多个翅片,从所述密封部向径向内侧突出,并在流体的流动方向上隔开规定间隔地设置,若将所述多个翅片中的最上游翅片与最下游翅片的距离设为D1,将所述最下游翅片与所述密封部的下游端的距离设为D2,则D1×0.5<D2。
从而,通过使从密封部件泄漏的流体平稳地汇合到流体的主流,能够减少汇合部中的混合损失以实现性能的提高。
在本发明的密封部件中,其特征在于,若将所述密封部的上游端与所述最上游翅片的距离设为D3,则D3<D2。
在本发明的密封部件中,其特征在于,所述密封部具有突出部,该突出部在组装到壳体内周部的组装状态下,比所述转动叶片的下游端更靠下游延伸。
在本发明的密封部件中,其特征在于,所述突出部在所述组装状态下在径向外侧设置有型腔。
在本发明的密封部件中,其特征在于,所述密封部仅在比所述突出部更靠上游的位置设置有所述多个翅片。
发明效果
根据本发明的旋转机械及密封部件,通过使来自密封装置的流体的泄漏流平稳地汇合到流体的主流,减少汇合部中的混合损失以实现性能的提高。
附图说明
图1是表示作为本实施方式的旋转机械的蒸汽涡轮中的密封装置的装配部的剖视图。
图2是表示本实施方式的蒸汽涡轮中的变形例的密封装置的装配部的剖视图。
图3是表示本实施方式的蒸汽涡轮的概略图。
图4是用于说明本实施方式的密封部件的结构的概略图。
具体实施方式
以下,参考附图对本发明所涉及的旋转机械的优选实施方式进行详细说明。另外,本发明并不受该实施方式的限定,并且在存在多个实施方式的情况下,也包括组合各实施方式而构成的发明。
图3是表示本实施方式的蒸汽涡轮的概略图。
在本实施方式中,作为本发明的旋转机械,以蒸汽涡轮为例进行说明。如图3所示,蒸汽涡轮10具备壳体11、转子12、固定叶片13、转动叶片14及密封装置15。
壳体11呈中空形状,在内部沿着水平方向配置有转子12。转子12由设置于壳体11中的轴承20支承为以轴心O为中心旋转自如。固定叶片13在壳体11的内周部上沿着转子12的轴向A隔开规定间隔地固定有多个。转子12在外周部上沿着轴向A隔开规定间隔地固定有多个转盘21,转动叶片14在各转盘21的外周部上固定有多个。各固定叶片13和各转动叶片14沿着转子12的径向R且在转子12的周向上隔开规定间隔地配置,并沿着转子12的轴向A交替配置。
壳体11在轴向A的一端部侧设置有蒸汽供给口22,蒸汽供给口22通过蒸汽通路23连通于配置有各固定叶片13及各转动叶片14的叶片列部24。该叶片列部24通过排气室25连通于蒸汽排出口26。
并且,转子12在轴向A的各端部与壳体11之间设置有密封部件27。各密封部件27比各轴承20更靠内部侧,即,更靠固定叶片13及转动叶片14侧而配置。此外,在转动叶片14中的位于径向R的外侧的末端部与壳体11的内周部之间设置有密封装置15。
因此,若蒸汽S从蒸汽供给口22通过蒸汽通路23供给到叶片列部24,则该蒸汽S穿过多个固定叶片13及多个转动叶片14,由此经由各转动叶片14而驱动旋转转子12,并驱动连结于该转子12上的未图示的发电机。然后,驱动转动叶片14的蒸汽S通过排气室25从蒸汽排出口26排出。
在此,对上述蒸汽涡轮10中的壳体11、固定叶片13、转动叶片14、密封装置15之间的关系进行详细说明。图1是表示作为本实施方式的旋转机械的蒸汽涡轮中的密封装置的装配部的剖视图。
如图1所示,密封装置15设置于壳体11与转动叶片14的末端部之间。密封装置15抑制蒸汽(流体)S的流动泄漏,所述蒸汽(流体)S在该壳体11与转动叶片14的末端部之间沿着转子12的轴向A从高压侧H流向低压侧L。在此,蒸汽S沿着从高压侧H向低压侧L沿着轴向A的蒸汽流动方向A1流动。此时,蒸汽S以主流穿过固定叶片13及转动叶片14的方式流动,一部分流向壳体11与转动叶片14的末端部之间的密封装置15,产生从密封装置15泄漏的泄漏蒸汽S1。
固定叶片13的位于径向R的外侧的基端部固定于壳体11的内周部,另一方面,转动叶片14的位于径向R的内侧的基端部固定于转子12的外周部。即,壳体11在内周部上沿着径向R且沿着周向连续设置有作为安装凹部的叶片装槽31。并且,壳体11在内周部上沿着径向R且沿着周向设置有作为填缝凹部的填缝槽32。填缝槽32在比叶片安装槽31更靠蒸汽流动方向A1的上游侧,在与叶片安装槽31相邻的位置彼此连通地设置。
叶片安装槽31从壳体11的内周面11a向径向R保持规定深度而形成。填缝槽32从壳体11的内周面11a向径向R保持比叶片安装槽31更浅的规定深度而形成。填缝槽32具有向壳体11的内周面11a开放的第1槽32a、与第1槽32a连续的第2槽32b及与第2槽32b连续的卡止槽32c。第2槽32b中的轴向A的长度比第1槽32a中的轴向A的长度短,从第2槽32b向蒸汽流动方向A1的上游侧以直角折弯而形成有卡止槽32c。
固定叶片13具有位于径向R的外侧的作为基端部的叶片根部13a和从叶片根部13a向径向R的内侧延伸的固定叶片主体13b。并且,固定叶片13在叶片根部13a上形成卡止台阶部13c。填缝部件33是将固定叶片13固定于叶片安装槽31的部件。填缝部件33具有:插入部33a,可插入到填缝槽32中,轴向A的长度比填缝槽32的第1槽32a及第2槽32b短;及卡止部33b,从插入部33a向蒸汽流动方向A1的上游侧以直角折弯。
因此,固定叶片13的叶片根部13a插入到壳体11的叶片安装槽31中,填缝部件33插入到填缝槽32中。此时,填缝部件33的末端部卡止于固定叶片13的叶片根部13a中的卡止台阶部13c,卡止部33b卡止于填缝槽32的卡止槽32c。于是,填缝部件33通过卡止部33b卡止于填缝槽32的卡止槽32c而不会脱落地固定于壳体11,固定叶片13通过卡止台阶部13c卡止于填缝部件33而不会脱落地固定于壳体11。另外,填缝部件33由未图示的压入夹具压入填缝槽32中,此时,卡止部33b一边变形,一边卡止于填缝槽32的卡止槽32c。
转动叶片14具有:叶片根部(省略图示),作为基端部而位于径向R的内侧;转动叶片主体14a,从叶片根部向径向R的外侧延伸;及护罩14b,作为末端部位于转动叶片主体14a中的径向R的外侧。转动叶片14的叶片根部固定于转子12(省略图3)的外周部,并且配置在沿着轴向A隔开规定间隔地配置的各固定叶片13之间。
密封装置15具有装配于壳体11的内周部上的作为密封部件的密封环41,并由密封环41和转动叶片14的护罩14b构成。壳体11在内周部上形成呈T字形的密封件安装槽42。密封件安装槽42具有沿着轴向A的第1槽42a、使第1槽42a向壳体11的内周面11a开放的第2槽42b、沿着轴向A的切口部42c。切口部42c只有轴向A的一端部(蒸汽流动方向A1的下游部)向固定叶片13侧开口。该密封件安装槽42在壳体11的周向上连续设置。
密封环41具有安装部41a、连结部41b、密封部41c及多个(在本实施方式中为3个)翅片41d、41e。安装部41a呈沿着轴向A的形状,并经由连结部41b而连结密封部41c。密封部41c呈沿着轴向A的形状,两端部分别向固定叶片13延伸。多个翅片41d、41e从密封部41c向转动叶片14侧延伸。密封环41沿着周向呈环形,安装部41a嵌合于设置在壳体11中的密封件安装槽42的第1槽42a,连结部41b嵌合于第2槽42b,密封部41c嵌合于切口部42c。3个翅片41d、41e沿着密封部41c的轴向A隔开规定间隔地设置,末端部以与转动叶片14的护罩14b对置的方式延伸。另外,翅片41d、41e的数量并不限定于上述数量。
转动叶片14的护罩14b在外周面上设置有凸部14d。凸部14d设置于护罩14b中的轴向A的中间位置。密封环41的2个翅片41d在末端部与转动叶片14的护罩14b之间设置有微小间隙。并且,密封环41的翅片41e的长度比翅片41d的长度短,在末端部与转动叶片14的凸部14d之间设置有微小间隙。在该情况下,密封环41中的密封部41c的内表面是沿着轴向A的平坦面43,转动叶片14中的护罩14b的外表面是沿着轴向A的平坦面44。密封环41中的密封部41c的平坦面43与壳体11的内周面11a无阶差地连续。另外,可以去除护罩14b的凸部14d,并使密封环41的各翅片41d、41e的长度相同。
并且,密封环41包覆填缝槽32的至少一部分。密封环41配置成密封部41c在多个固定叶片13之间紧贴于壳体11的切口部42c,由此密封环41中的蒸汽S的蒸汽流动方向A1的下游侧端部从外侧包覆填缝槽32的第1槽32a。
在该情况下,密封环41只有轴向A上的一端部与固定叶片13的叶片根部13a对置,在轴向A上的一端部与固定叶片13的叶片根部13a之间设置有规定间隙G1。并且,密封环41的另一端部与壳体11的切口部42c的端面对置,在密封环41的另一端部与切口部42c的端面之间设置有规定间隙G2。该规定间隙G1、G2的大小是考虑到密封环41的组装性、密封环41或周边部件的热膨胀量等而设定的。并且,若蒸汽S供给到壳体11的内部,则壳体11、固定叶片13、密封环41被加热而热膨胀。此时,若没有规定间隙G1、G2,则密封环41接触到壳体11或固定叶片13等而变形,有密封性能降低的顾虑。另外,密封环41只要包覆填缝槽32的至少一部分即可,但是优选规定间隙G1、G2中的轴向A的尺寸设定为填缝槽32的轴向尺寸的30%以下。具体而言,例如,优选设定在大于0mm且5mm以下的范围内。
另外,将密封环41中的密封部41c的内表面设为沿着轴向A的平坦面43,但是并不限定于该形状。例如,可以设为向转动叶片14侧突出的凸形或凸弯形,或者设为向壳体11侧凹进的凹形或凹弯形。并且,可以将密封环41的密封部41c中的包覆填缝槽32的部分的内表面形状设为向转动叶片14(轴心O)侧倾斜或弯曲的形状。
因此,当蒸汽S供给到壳体11的内部且转动叶片14旋转时,蒸汽从高压侧H向低压侧L沿着蒸汽流动方向A1流动。此时,蒸汽S以主流穿过固定叶片13及转动叶片14的方式流动,一部分流向设置在壳体11与转动叶片14的末端部之间的密封装置15。该密封装置15抑制蒸汽S的泄漏,但是一部分泄漏而产生泄漏蒸汽S1。从密封装置15泄漏的泄漏蒸汽S1引导到密封环41中的密封部41c的内表面(平坦面43)和固定叶片13的叶片根部13a的前表面而流向固定叶片主体13b侧,并与蒸汽S的主流汇合。在此,在壳体11的内周部上形成的填缝槽32被密封环41的密封部41c所包覆,因此泄漏蒸汽S1不会受到填缝槽32的影响而形成纵长旋涡。其结果,泄漏蒸汽S1相对于蒸汽S的主流的汇合角θ变小,泄漏蒸汽S1平稳地汇合到蒸汽S的主流。
另外,在上述说明中,在多个固定叶片13之间的所有区域设置了密封环41,但是并不限定于该结构。图2是表示本实施方式的蒸汽涡轮中的变形例的密封装置的装配部的剖视图。
在本实施方式的旋转机械的变形例中,如图2所示,密封装置50设置于壳体11的内周部与转动叶片14的末端部之间。壳体11在内周部上设置有叶片安装槽31和填缝槽32。固定叶片13具有叶片根部13a和固定叶片主体13b,在叶片根部13a上形成卡止台阶部13c。填缝部件33是将固定叶片13装配于叶片安装槽31的部件。因此,固定叶片13通过叶片根部13a插入到壳体11的叶片安装槽31中且填缝部件33插入到填缝槽32而固定于壳体11。
转动叶片14具有叶片根部(省略图示)、转动叶片主体14a及护罩14b。密封装置50具有装配于壳体11的内周部上的作为密封部件的密封环51,并由密封环51和转动叶片14的护罩14b构成。壳体11在内周部上形成呈T字形的密封件安装槽52。密封件安装槽52具有沿着轴向A的第1槽52a和使第1槽52a向壳体11的内周面11a开放的第2槽52b。密封件安装槽52在壳体11的周向上连续设置。
密封环51具有安装部51a、连结部51b、密封部51c及多个(在本实施方式中为2个)翅片51d。安装部51a呈沿着轴向A的形状,并经由连结部51b而连结密封部51c。密封部51c呈沿着轴向A的形状,两端部分别向固定叶片13延伸。多个翅片51d从密封部51c向转动叶片14侧延伸。密封环51沿着周向呈环形,安装部51a嵌合于设置在壳体11中的密封件安装槽52的第1槽52a,连结部51b嵌合于第2槽52b。在沿着轴向A隔开规定间隔地配置有密封部51c的固定叶片13之间,密封环51配置于壳体11的内周面11a上。2个翅片51d沿着密封部51c的轴向A隔开规定间隔地设置,末端部以与转动叶片14的护罩14b对置的方式延伸。另外,翅片51d的数量并不限定于上述数量。
转动叶片14的护罩14b在外周面上设置有翅片14c。翅片14c设置于密封环51的2个翅片51d的中间位置,并以末端部与密封部51c对置的方式延伸。密封环51的各翅片51d在末端部与转动叶片14的护罩14b之间设定有微小间隙。并且,转动叶片14的翅片14c在与密封环51的密封部51c之间设定有微小间隙。在该情况下,密封环51中的密封部51c的内表面是沿着轴向A的平坦面53,转动叶片14中的护罩14b的外表面是沿着轴向A的平坦面54。本实施方式的密封装置50是迷宫式密封件,因密封环51的各翅片51d与护罩14b的微小间隙和转动叶片14的翅片14c与密封部51c的微小间隙而产生蒸汽S的压力损失,由该压力损失抑制轴向A上的蒸汽S的泄漏流。
并且,密封环51包覆填缝槽32的至少一部分。在密封环51中,密封部51c在多个固定叶片13之间配置于壳体11的内周面11a上,因此密封环51中的蒸汽S的蒸汽流动方向A1的下游侧端部从外侧包覆填缝槽32的第1槽32a。
在该情况下,密封环51在轴向A上的两端部与固定叶片13的叶片根部13a对置,在密封环51的端部与固定叶片13的叶片根部13a之间设置有规定间隙G1、G2。该规定间隙G1、G2的大小是考虑到密封环51的组装性、密封环51或周边部件的热膨胀量等而设定的。
另外,本实施方式的变形例的作用与本实施方式大致相同,因此省略说明。
在此,对本实施方式的密封环(密封部件)41中的具体结构进行说明。图4是用于说明本实施方式的密封部件的结构的概略图。
如图4所示,作为密封部件的密封环41配置在壳体11的内周部与转动叶片14的末端部之间。密封环41具备:安装部41a,装配于壳体11的内周部上;密封部41c,设置于安装部41a的径向内侧;及多个翅片41d、41e,从密封部41c向径向内侧突出,并在蒸汽S的流动方向上隔开规定间隔地设置。
在本实施方式中,翅片41d、41e设置有3个,并由设置于密封部41c的上游端(图4的左端)侧的最上游翅片41d-1、设置于密封部41c的下游端(图4的右端)侧的最下游翅片41d-2、最上游翅片41d-1与最下游翅片41d-2之间的翅片41e构成。而且,若将最上游翅片41d-1与最下游翅片41d-2的第1距离设为D1,且将最下游翅片41d-2与密封部41c的下游端的第2距离设为D2,
则设定为D1×0.5<D2。
并且,若将密封部41c的上游端与最上游翅片41d-1的第3距离设为D3,
则设定为D3<D2。
另外,该D1、D2、D3是距最上游翅片41d-1或最下游翅片41d-2中的蒸汽S的流动方向的中心位置的长度。
并且,在密封环41的密封部41c组装到壳体11的内周部的组装状态下,密封部41c具有比转动叶片14(护罩14b)的下游端14e更靠下游延伸的突出部41f。突出部41f在组装状态下,在径向外侧设置有作为型腔的填缝槽32。密封部41c仅在比突出部41f更靠上游的位置设置有多个翅片41d(41d-1、41d-2)、41e。
在这种本实施方式的旋转机械中,具备:壳体11,呈中空形状;转子12,旋转自如地支承于壳体11内;固定叶片13,固定于壳体11的内周部;转动叶片14,相对于固定叶片13沿着转子12的轴向A错开固定于转子12的外周部;及密封装置15、50,配置在壳体11的内周部与转动叶片14的末端部之间,在壳体11的内周部上设置叶片安装槽31,并且与叶片安装槽31相邻地设置填缝槽32,将固定叶片13的基端部装配于叶片安装槽31,通过将填缝部件33卡止于填缝槽32及固定叶片13的叶片根部13a而将固定叶片13固定于壳体11的内周部,作为密封装置15、50将密封环41、51装配于壳体11的内周部,并由密封环41、51包覆填缝槽32的至少一部分。
从而,当从密封装置15、50泄漏的泄漏蒸汽S1汇合到穿过固定叶片13和转动叶片14的蒸汽S的主流时,由于填缝槽32由密封环41、51包覆,因此泄漏蒸汽S1不会受到填缝槽32的影响而形成纵长旋涡,而平稳地汇合到蒸汽S的主流。其结果,通过使来自密封装置15、50的泄漏蒸汽S1平稳地汇合到蒸汽S的主流,能够减少该汇合部中的混合损失以改善叶片列效果,并实现蒸汽涡轮10的性能提高。
在本实施方式的旋转机械中,将填缝槽32比叶片安装槽31更靠蒸汽流动方向A1的上游侧设置,并由密封环41、51中的蒸汽流动方向A1的下游侧端部包覆填缝槽32。从而,能够以简单的结构由密封环41、51更适当地包覆填缝槽32。
在本实施方式的旋转机械中,在密封环41、51中的蒸汽流动方向A1的端部与固定叶片13之间设置规定间隙G1。从而,即使壳体、固定叶片13、密封环41、51热膨胀,也能够由规定间隙G1抑制密封环41、51与其他部件干涉,并能够抑制密封环41、51的变形。
在本实施方式的旋转机械中,由密封环41、51设置有沿着转子12的轴向A的平坦面43、53。从而,使从密封装置15、50泄漏的泄漏蒸汽S1通过平坦面43、53顺畅地流动,由此能够使该泄漏蒸汽S1平稳地汇合到蒸汽S的主流。
在本实施方式的旋转机械中,密封环41的平坦面43与壳体11的内周面11a无阶差地连续。从而,使进入到密封装置15中的蒸汽S或从密封装置15泄漏的泄漏蒸汽S1通过平坦面43和内周面11a顺畅地流动,由此能够使该泄漏蒸汽S1平稳地汇合到蒸汽S的主流。
另外,在上述实施方式中,将密封装置设为迷宫式密封件,但是也可以是另一种非接触式密封件。
并且,在上述实施方式中,将本发明的旋转机械适用于蒸汽涡轮10,但是并不限定于蒸汽涡轮,而能够适用于压缩机或排气涡轮等工作时内部压力比外部压力高的旋转机械。
符号说明
10-蒸汽涡轮(旋转机械),11-壳体,11a-内周面,12-转子,13-固定叶片,13a-叶片根部,13b-固定叶片主体,13c-卡止台阶部,14-转动叶片,14a-转动叶片主体,14b-护罩,14c-翅片,14d-凸部,14e-下游端,15、50-密封装置,20-轴承,21-转盘,22-蒸汽供给口,23-蒸汽通路,24-叶片列部,25-排气室,26-蒸汽排出口,27-密封部件,31-叶片安装槽(安装凹部),32-填缝槽(填缝凹部),32a-第1槽,32b-第2槽,32c-卡止槽,33-填缝部件,33a-插入部,33b-卡止部,41、51-密封环(密封部件),41a、51a-安装部,41b、51b-连结部,41c、51c-密封部,41d、51d-翅片,41d-1-最上游翅片,41d-2-最下游翅片,41f-突出部,42-密封件安装槽,42a、52a-第1槽,42b、52b-第2槽,42c-切口部,43、44、53、54-平坦面,A-轴向,A1-蒸汽流动方向,R-径向,G1、G2-规定间隙,S-蒸汽(流体),S1-泄漏蒸汽,D1-第1距离,D2-第2距离,D3-第3距离。
Claims (10)
1.一种旋转机械,其特征在于,具备:
壳体,呈中空形状;
转子,旋转自如地支承于所述壳体内;
固定叶片,固定于所述壳体的内周部;
转动叶片,相对于所述固定叶片在所述转子的轴向上错开固定于所述转子的外周部;及
密封装置,配置在所述壳体的内周部与所述转动叶片的末端部之间,
所述壳体在内周部上设置有安装凹部,并且与所述安装凹部相邻地设置有填缝凹部,
所述固定叶片通过基端部装配于所述安装凹部且填缝部件卡止于所述填缝凹部及所述固定叶片的基端部而固定于所述壳体的内周部,
所述密封装置具有装配于所述壳体的内周部的密封部件,所述密封部件包覆所述填缝凹部的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的旋转机械,其特征在于,
所述填缝凹部比所述安装凹部更靠流体的流动方向的上游侧而设置,所述密封部件中的流体的流动方向的下游侧的端部包覆所述填缝凹部。
3.根据权利要求1所述的旋转机械,其特征在于,
在所述密封部件中的流体的流动方向的端部与所述固定叶片之间设置有规定间隙。
4.根据权利要求3所述的旋转机械,其特征在于,
在多级所述固定叶片之间,由所述密封部件设置有沿着所述转子的轴向的平坦面。
5.根据权利要求4所述的旋转机械,其特征在于,
所述密封部件的平坦面与所述壳体的内周面无阶差地连续。
6.一种密封部件,其配置于壳体的内周部与转动叶片的末端部之间,所述密封部件的特征在于,具备:
安装部,装配于所述壳体的内周部;
密封部,设置于所述安装部的径向内侧;及
多个翅片,从所述密封部向径向内侧突出,并在流体的流动方向上隔开规定间隔地设置,
若将所述多个翅片中的最上游翅片与最下游翅片的距离设为D1,将所述最下游翅片与所述密封部的下游端的距离设为D2,
则D1×0.5<D2。
7.根据权利要求6所述的密封部件,其特征在于,
若将所述密封部的上游端与所述最上游翅片的距离设为D3,
则D3<D2。
8.根据权利要求6所述的密封部件,其特征在于,
所述密封部具有突出部,该突出部在组装到壳体内周部的组装状态下,比所述转动叶片的下游端更靠下游延伸。
9.根据权利要求8所述的密封部件,其特征在于,
所述突出部在所述组装状态下在径向外侧设置有型腔。
10.根据权利要求8所述的密封部件,其特征在于,
所述密封部仅在比所述突出部更靠上游的位置设置有所述多个翅片。
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