CN1410691A - 轴密封机构及涡轮机 - Google Patents

Abstract

提供一种轴密封机构及使用该轴密封机构的涡轮机，该轴密封机构能够降低从高压侧向低压侧泄漏的气体泄漏量，同时还可以抑制各薄板和转动轴间产生的磨损。该轴密封机构具有叶密封(25)，该叶密封(25)具有，在静翼(24a)和叶密封圈(26)之间，设置有弹簧，对该叶密封圈(26)向从转动轴(23)脱离的径方向外侧赋能，和导压槽(34)，以各薄板(28)为边界把高压侧液压引导到叶密封圈(26)的外周面和静翼(24a)的内周面之间。另外，该涡轮机具有该叶密封(25)。

Description

轴密封机构及涡轮机

技术领域

本发明涉及一种轴密封机构，非常适用于燃气轮机、蒸气轮机、压缩机、泵等大型流体机械的转动轴等。此外，还涉及一种涡轮机，把流体的热能转换为机械转动能以产生动力，特别是涉及一种适用于其转动轴的轴密封机构。

背景技术

一般，为降低转动轴的轴系上从高压侧向低压侧泄漏的燃烧气体的泄漏量，在燃气轮机和蒸气轮机上设置有轴密封机构。这种轴密封机构的一个实例有图18所示的叶密封1。

该叶密封1的结构是，在转动轴2的圆周方向上设置有多层、并在转动轴2的轴方向上具有规定宽度的平板状薄板3。

这些薄板3的外周基端通过钎焊部位4被固定在叶密封圈5上，其内周前端根据规定预负荷滑动接触转动轴2。各薄板3的前端滑动接触转动轴2的圆周面，以便如该图及图19所示，使相对于转动轴2的转动方向(图中的箭头d所示方向)，和转动轴2的圆周面成锐角。

这样安装于叶密封圈5上的各薄板3通过密封转动轴2的外周，把转动轴2的外围空间分为高压区和低压区。

高压区的高压侧侧板7和低压区的低压侧侧板8作为压力作用方向的导向板被设置于叶密封圈5上，并把各薄板3夹在中间。

如上构造的叶密封1，当转动轴2一转动，就通过转动轴2的转动产生的动压力效果，使各薄板3的前端从转动轴2的圆周面浮起，避免各薄板3的前端和转动轴2的接触，因此可以防止磨损。

发明内容

但是，上述叶密封1在转动轴2开始转动时等的低速转动时，各薄板3接受的浮起力小，如图20所示，各薄板3的前端在接触转动轴2的状态下相对于触转动轴2的圆周面滑动，所以有可能产生各薄板3和转动轴2的磨损。

另外，转动轴2高速转动时，叶密封圈5及安装有该叶密封圈5的静止单元(未图示)的热膨胀量大于转动轴2的热膨胀量时，即，叶密封圈5的直径因热而变大的程度大于转动轴2的直径变大程度时，如图21所示，在各薄板3的前端和转动轴2之间产生间隙9，使气体泄漏量增多，可能会降低密封功能。

鉴于上述情况，本发明的目的在于，提供一种轴密封机构和含有该轴密封机构的涡轮机，该轴密封机构可以降低从高压侧向低压侧泄漏的气体泄漏量，同时还可以抑制各薄板和转动轴的磨损的产生。

为实现上述目的，权利要求1所述的轴密封机构，阻止流体通过转动轴和静止单元间的环状空间流向转动轴的轴方向，其特征在于，包括：叶密封圈，被支撑在前述静止单元的内部；多个薄板，相互隔开间隔设置在转动轴的圆周方向，各个外周基端侧被固定在叶密封圈内，各个前端和转动轴的圆周面成锐角，且在转动轴的轴方向上具有宽度并滑动接触转动轴的圆周面；赋能部件，在静止单元和叶密封圈间，对该叶密封圈向从转动轴脱离的径方向外侧赋能；导压槽，以各薄板为边界，把高压侧的液压引导到叶密封圈的外周面和静止单元的内周面之间。

因此，当密封差压小，且各薄板未接受到充足的浮起力、转动轴低速转动时，通过赋能部件对叶密封圈向径方向外侧赋能，并在静止单元内向从转动轴脱离的方向浮起，以保持设置在该叶密封圈上的各薄板的前端和转动轴圆周面处于非接触状态，所以可以防止伴随转动轴的转动产生的各薄板和转动轴的磨损。另外，当密封差压大时，通过导压槽把高压侧液压引导到叶密封圈的外周面和静止单元的内周面之间，利用该液压消除赋能部件的势能力，使叶密封圈向接近转动轴的内周侧移动，可以减少因热膨胀产生的间隙，所以能够降低通过转动轴和各薄板的各前端之间、从高压侧向低压侧泄漏的气体泄漏量。

权利要求2所记述的轴密封机构，其特征在于，权利要求1的轴密封机构中的赋能部件被设置于叶密封圈上。

因此，通过把设置有赋能部件的叶密封圈安装到未设有赋能部件的现有静止单元等上，不需要在静止单元内部做特别加工，就能很简单地在静止单元和叶密封圈之间设置赋能部件。赋能部件出现劣化或破损时，与把其安装在静止单元上比，因被设置于拆卸简单的叶密封圈上，所以赋能部件的维修等很容易进行。

权利要求3所记述的轴密封机构，其特征在于，权利要求1或2所述的轴密封机构中的赋能部件被不同于静止单元的支撑部件所支撑，该支撑部件被设置于静止单元上。

因此，没必要把赋能部件直接安装在静止单元内部，通过把支撑赋能部件的支撑部件安装在静止单元上，就能很简单地把赋能部件设置于叶密封圈和静止单元之间。某个赋能部件出现劣化或破损时，可以只把支撑该赋能部件的支撑部件从静止单元卸下，所以可以更有效地进行赋能部件的维修等。

权利要求4所记述的轴密封机构，其特征在于，权利要求1～3中任一项所述的轴密封机构中的赋能部件把各薄板夹在中间，并分别设置于高压侧和低压侧。

因此，可以使叶密封圈稳定浮起在转动轴的外周侧，当密封差压小、转动轴低速转动时，能更可靠地防止各薄板的各前端接触转动轴的周面。另外，和赋能部件只设置于各薄板一侧时比，将施加到各赋能部件上的叶密封圈的负荷减半，所以能抑制各赋能部件因叶密封圈的负荷所造成的劣化。

权利要求5所记述的涡轮机，把高温高压流体引导到机壳，通过喷射在该机壳内部支撑可转动的转动轴的动翼上，把流体的热能转换为机械转动能，并产生动力，其特征在于，具有上述权利要求1～4的任一项所述的轴密封机构。

根据上述权利要求5所记述的涡轮机，可以获得和上述权利要求1～4的的任一项所述的轴密封机构相同的效果。

附图说明

图1表示的是具有本发明的轴密封机构的燃气轮机的第1实施方式的简略构造图。

图2是第1实施方式的叶密封(轴密封机构)立体图。

图3是从经过转动轴的轴线的截面观察第1实施方式的叶密封时的截面图。

图4是从B-B’线观察第1实施方式的叶密封时的截面图。

图5是从C-C’线观察第1实施方式的叶密封时的截面图。

图6是从经过转动轴的轴线的截面观察第1实施方式的叶密封时的截面图。

图7是从D-D’线观察第1实施方式的叶密封时的截面图。

图8是从经过转动轴的轴线的截面观察第2实施方式的叶密封时的截面图。

图9是从E-E’线观察第2实施方式的叶密封时的截面图。

图10是从经过转动轴的轴线的截面观察第3实施方式的叶密封时的截面图。

图11是从F-F’线观察第3实施方式的叶密封时的截面图。

图12是从经过转动轴的轴线的截面观察第4实施方式的叶密封时的截面图。

图13是从G-G’线观察第4实施方式的叶密封时的截面图。

图14是从经过转动轴的轴线的截面观察第5实施方式的叶密封时的截面图。

图15是从H-H’线观察第5实施方式的叶密封时的截面图。

图16是从经过转动轴的轴线的截面观察第6实施方式的叶密封时的截面图。

图17是从经过转动轴的轴线的截面观察第7实施方式的叶密封时的截面图。

图18是图示过去的轴密封机构的图。

图19是从箭头I观察过去的轴密封机构时的截面图。

图20是过去的轴密封机构的截面图。

图21是过去的轴密封机构的截面图。

符号说明

23   转动轴

23a  圆周面

23e  动翼

24   机壳

24a  静翼(静止单元)

25   叶密封(轴密封机构)

26   叶密封圈

27   间隙

28   薄板

28a  外周基端

28b  前端

33  弹簧(赋能部件)

34  导压槽

36  板簧(赋能部件)

38  支撑部件

具体实施方式

以下，通过各实施方式，说明本发明的轴密封机构及具有该轴密封机构的涡轮机，但是，不能用这些方式来限定解释本发明。另外，对本发明的涡轮机是用燃气轮机做了说明，毋庸置疑，本发明涉及的涡轮机并不限定于燃气轮机。

首先，参照图1～图7说明第1实施方式。

图1表示的是燃气轮机的简略构造图。在该图中，符号20表示压缩机，符号21表示燃烧器，符号22表示涡轮机。压缩机20把大量空气放入其中并压缩。通常，燃气轮机是把通过后述的转动轴23得到的动力的一部分作为压缩机20的动力来使用。燃烧器21向被压缩机20压缩过的空气中混合燃料并使燃烧。涡轮机22把燃烧器21产生的燃烧气体(流体)导入其内部并产生膨胀，通过喷射在设置于转动轴23上的动翼23e上，把燃烧气体的热能转换为机械转动能并产生动力。

在涡轮机22中，除转动轴23的多个动翼23e外，在机壳24上还设有多个静翼(静止单元)24a。这些动翼23e和静翼24a交互排列在转动轴23的轴方向上。动翼23e接受流向转动轴23的轴方向的燃烧气体的压力并使转动轴23转动，供给转动轴23的转动能从轴端被取出利用。在静翼24a和转动轴23之间设有叶密封25作为轴密封机构，以阻止燃烧气体通过静翼24a和转动轴23的环状空间，从高压侧流向对着低压侧的转动轴23的轴方向。

如图2所示，该叶密封25和被支撑在静翼24a内部的叶密封圈26，被设置于转动轴23的圆周方向上，并相互隔开间隙27，各外周基端28a被固定在叶密封圈26内，各前端28b和转动轴23的圆周面23a成锐角，且具有在转动轴23的轴方向上具有宽度并滑动接触转动轴23的圆周面23a的多个薄板28。叶密封圈26把各薄板28夹在中间，在其两侧设置有压力作用导向板，即设于高压区的高压侧侧板29，和设于低压区的低压侧侧板30。各薄板28在转动轴23的轴方向上具有靠板厚决定的规定刚性，在转动轴23的圆周方向上具有柔软的可挠性。

图3是从图2的箭头A观察叶密封25时的截面图。如该图所示，叶密封圈26的横截面及各薄板28分别呈T字型。叶密封圈26的外周侧头部被插入到形成于静翼24a上的T字型的凹部31内，并被支撑着。静翼24a的凹部31比叶密封圈26的外形略大，叶密封圈26可以在该凹部31内向转动轴23的轴方向及径方向移动。

在静翼24a的对着叶密封圈26高压侧的头部底面U的壁面U’上形成孔32。该孔32内设置有弹簧(赋能部件)33，其一端固定于孔32的底面，另一端固定于叶密封圈26的高压侧头部底面U上。该

弹簧33把叶密封圈26向从转动轴23脱离的径方向外侧上赋能。

图4是图3中叶密封25的B-B’截面图。如该图所示，弹簧33在转动轴23的圆周方向上隔开相等间隔被设置了多个。因此，在转动轴23停止时及低速转动时，通过来自各弹簧33的势能力F1，使叶密封圈26浮起到静翼24a的凹部31内(使叶密封圈26变大)。这样，当转动轴23停止时及低速转动时，叶密封圈26内的各薄板28的各前端28b和转动轴23的圆周面23a呈非接触状态。

在叶密封圈26的高压侧头部底面U上，设置有4个(多个)弓状导压槽34，它们在叶密封圈26的圆周方向上被隔开相等间隔设置。

图5是图4中叶密封25的C-C’截面图。如该图所示，各导压槽34沿转动轴23的轴方向长长地设置着，并连通着静翼24a的凹部31和叶密封圈26的高压侧侧板29的间隙35。

上述叶密封25，当密封差压变大时，转动轴23和静翼24a间的高压侧燃烧气体从静翼24a的凹部31和叶密封圈26的间隙35进入，并通过叶密封圈26的头部底面U和凹部31的壁面U’之间及导压槽34，到达叶密封圈26的外周面和凹部31的内周面之间。由于该燃烧气体的压力的作用，使得在叶密封圈26的上面V上，把叶密封圈26向内周侧推的力F2工作，在高压侧的头部侧面V’上，把叶密封圈26向低压侧推的力F3工作。

工作于叶密封圈26的上面V上的力F2，消除了使叶密封圈26向外周侧浮起的各弹簧33的势能力F1，如图6所示，叶密封圈26向内周侧移动，使叶密封圈26的高压侧头部底面U和低压侧头部底面W接触连接凹部31的内周面。因此，如图7所示，可以减少设置于叶密封圈26的各薄板28的各前端28b和转动轴23的圆周面23a的间隙，形成微小间隙。所以，可以降低通过静翼24a和转动轴23间的环状空间，流向对着低压侧的转动轴23的轴方向的燃烧气体量。

如图6所示，叶密封圈26的高压侧头部侧面V’因被力F3推向低压侧，所以在凹部31内向低压侧移动，低压侧的头部侧面X、低压侧的头部底面W及低压侧侧板30分别接触连接凹部31的内周面。因此，被引导到凹部31的内周面和叶密封圈26的外周面之间的高压侧燃烧气体不会泄漏到低压侧，可以保持良好密封效果。

在叶密封圈26完全移动到内周侧后，高压侧的燃烧气体的压力通过连通凹部31和叶密封圈26的间隙35的导压槽34，被引导到叶密封圈26的上面V和高压侧头部侧面V’上。

根据上述结构的叶密封25，当密封差压小，且各薄板28接受不到充足的浮起力、转动轴23低速运转时，通过各弹簧33，对叶密封圈26向径方向外侧赋能，在静翼24a的凹部31内向从转动轴23脱离的方向浮起，设置于该叶密封圈26上的各薄板28的各前端28b和转动轴23的圆周面23a保持非接触状态。所以，可以防止伴随转动轴23的转动而产生的各薄板28与转动轴23的磨损。

另外，当密封差压大时，通过导压槽34，高压侧的燃烧气体的压力被引导到叶密封圈26的外周面和静翼24a的凹部31的内周面之间，利用该燃烧气体的压力消除了各弹簧33的势能力，使叶密封圈26向接近转动轴23的内周侧移动，各薄板28的各前端28b以规定压力接触转动轴23的圆周面23a。这样，可以降低通过转动轴23和各薄板28的各前端28b之间从高压侧向低压侧泄漏的气体泄漏量。

以下，说明本发明的其他实施方式。其他实施方式中和上述第1实施方式的构造要素相同的，使用相同符号并省略其说明，只对不同的构造要素赋与新的符号并进行说明。另外，关于燃气轮机的简略构造，和上述第1实施方式相同，所以省略说明。

参照图8及图9说明本发明的第2实施方式。

图8是沿转动轴23的轴方向面的叶密封25和静翼24a的截面图，图9是图8中的叶密封25和静翼24a的E-E’截面图。该图8及图9中的符号36表示波纹状板簧，符号37表示形成于静翼24a的凹部31上、用于容纳该板簧36的长孔。

第2实施方式中的叶密封25，用板簧36代替第1实施方式的叶密封25中的弹簧33，作为赋能部件。

根据第2实施方式中的叶密封25，不用象弹簧33那样，把各端部分别同定到静翼24a和叶密封圈26上，只需把板簧36插入到形成于静翼24a上的长孔37内，就可以很简单地在静翼24a和叶密封圈26间设置板簧36。

和第1实施方式相同，当密封差压小、且各薄板28接受不到充足浮起力、低速运转时，通过各板簧36使叶密封圈26在静翼24a的凹部31内向从转动轴23脱离的方向浮起，各薄板28的各前端28b和转动轴23的圆周面23a保持非接触状态，所以可以防止伴随转动轴23的转动而产生的各薄板28与转动轴23的磨损。当密封差压大时，利用通过导压槽34被引导到叶密封圈26的外周面和静翼24a的凹部31的内周面之间的燃烧气体的压力，消除了各板簧36的势能力，使各薄板28的各前端28b以规定压力接触转动轴23的圆周面23a，所以可以降低通过转动轴23和各薄板28之间从高压侧向低压侧泄漏的气体泄漏量。

下面，参照图10及图11说明本发明的第3实施方式。

第3实施方式中的叶密封25，用不同于静翼24a的其他支撑部件支撑第1实施方式中的叶密封25的弹簧33。

下面，对该支撑部件做详细说明。

图10中的符号38表示支撑部件。该支撑部件38由把密封圈在径方向上多次分割成的段状(セセグメント状)部件构成，并被安装在静翼24a上，和静翼24a一起形成支撑叶密封圈26头部的凹部31。

图11是图10中的叶密封25和支撑部件38的F-F’截面图。如该图11和图10所示，在支撑部件38的各端部上分别设置有对着静翼24a插入螺钉的插入孔39。在各插入孔39之间，形成有2个孔38a，在各孔38a内分别设有弹簧33。

把支撑部件38安装于静翼24a时，从插入孔39插入螺钉(未图示)，把该螺钉的螺纹部旋合到形成于静翼24a上的螺纹孔39a。这样，支撑部件38就被安装到静翼24a上。

通过相同操作，把多个支撑部件38安装到静翼24a上，沿转动轴23的圆周方向，弹簧33就被设置到叶密封圈26和静翼24a之间。

根据上述第3实施方式的叶密封25，没必要在静翼24a内部直接安装弹簧33，通过把支撑弹簧33的支撑部件38安装到静翼24a上，就可以很简单地在叶密封圈26和静翼24a之间设置弹簧33。和在静翼24a上加工孔32或长孔37相比，孔38a的加工更容易进行。当某个弹簧33出现劣化或损坏时，可以从静翼24a上只卸下支撑该弹簧33的支撑部件38，所以可以更有效地进行弹簧33的维修等。

和第1实施方式相同，当密封差压小，且各薄板28接受不到充足浮起力、转动轴23低速运转时，通过各弹簧33，使叶密封圈26在静翼24a的凹部31内向从转动轴23脱离的方向浮起，各薄板28的各前端28b和转动轴23的圆周面23a保持非接触状态。所以，可以防止伴随转动轴23的转动而产生的各薄板28与转动轴23的磨损。当密封差压大时，燃烧气体的压力通过导压槽34被引导到叶密封圈26的外周面和静翼24a的凹部31的内周面之间，消除了各弹簧33的势能力，使各薄板28的各前端28b以规定压力接触转动轴23的圆周面23a。这样，可以降低通过转动轴23和各薄板28之间从高压侧向低压侧泄漏的气体泄漏量。

和第2实施方式的叶密封25相同，也可以用板簧36代替弹簧33。另外，设置于各支撑部件38上的插入孔39及弹簧33的个数也不是非限定于各2个，可根据需要设定个数。同样，支撑部件38的长度也可以根据需要设定。

下面，参照图12及图13说明本发明的第4实施方式。

第4实施方式的叶密封25，把第1实施方式中的叶密封25的各弹簧33设置于叶密封圈26的高压侧头部底面U上。

图12中的符号40表示形成于叶密封圈26的头部底面U上的孔。在该孔40内设有弹簧33。

该孔40及弹簧33，如图13所示，沿着叶密封圈26的圆周方向被设置了多个。

根据第4实施方式的叶密封25，通过把设有弹簧33的叶密封圈26安装到未设有弹簧33的现有静翼24a的凹部31内，不需要在静翼24a的凹部31内进行特别加工，就能很简单地把弹簧33设置到静翼24a和叶密封圈26之间。在弹簧33出现劣化或破损时，与把其安装在静翼24a上比，因被设置于拆卸简单的叶密封圈26上，所以弹簧33的维修等很容易进行。

和第1实施方式相同，当密封差压小，且各薄板28接受不到充足浮起力、转动轴23低速运转时，通过各弹簧33，使叶密封圈26在静翼24a的凹部31内向从转动轴23脱离的方向浮起，各薄板28的各前端28b和转动轴23的圆周面23a保持非接触状态。所以，可以防止伴随转动轴23的转动而产生的各薄板28与转动轴23的磨损。当密封差压大时，燃烧气体的压力通过导压槽34，被引导到叶密封圈26的外周面和静翼24a的凹部31的内周面之间，消除了各弹簧33的势能力，使各薄板28的各前端28b以规定压力接触转动轴23的圆周面23a。这样，可以降低通过转动轴23和各薄板28之间从高压侧向低压侧泄漏的气体泄漏量。

下面，参照图14及图15说明本发明的第5实施方式。

图14是沿转动轴23的轴方向面的叶密封25及静翼24a的截面图。图15是图14中叶密封25及静翼24a的H-H’截面图。

该图14及图15中的符号41表示形成于叶密封圈26的头部底面U上的长孔。在该长孔41内设有作为赋能部件的波纹状板簧36。

即，第5实施方式中的叶密封25是用板簧36作为赋能部件，代替了第4实施方式的叶密封25中的弹簧33。

根据第5实施方式的叶密封25，和第4实施方式的叶密封25相同，通过把设有板簧36的叶密封圈26安装到未设有板簧36的现有静翼24a的凹部31内，不需要在静翼24a的凹部31内做特别加工，就能很简单地把板簧36安装到静翼24a和叶密封圈26之间。在板簧36出现劣化或破损时，与把其安装在静翼24a上比，因被设置于拆卸简单的叶密封圈26上，所以板簧36的维修等很容易进行。

和第2实施方式的叶密封25相同，没必要把弹簧33的各端部分别固定到静翼24a和叶密封圈26上，只需把板簧36插入到形成于叶密封圈26上的长孔41内，就能很简单地在静翼24a和叶密封圈26之间设置板簧36。

和第1实施方式相同，当密封差压小，且各薄板28接受不到充足浮起力、转动轴23低速运转时，通过各板簧36，使叶密封圈26在静翼24a的凹部31内向从转动轴23脱离的方向浮起，各薄板28的各前端28b和转动轴23的圆周面23a保持非接触状态。所以，可以防止伴随转动轴23的转动而产生的各薄板28与转动轴23的磨损。当密封差压大时，燃烧气体的压力通过导压槽34，被引导到叶密封圈26的外周面和静翼24a的凹部31的内周面之间，消除了各板簧36的势能力，使各薄板28的各前端28b以规定压力接触转动轴23的圆周面23a。这样，可以降低通过转动轴23和各薄板28之间从高压侧向低压侧泄漏的气体泄漏量。

在第1～第5实施方式中，是把各弹簧33分别设置于叶密封圈26的高压侧头部底面U，和与该头部底面U对置的静翼24a侧的壁面U’之间，也可以按图16的第6实施方式所示，设置于叶密封圈26的头部上面V，和与该头部上面V对置的凹部31的内周面之间。或者，还可以设置于叶密封圈26的低压侧头部底面W，和与该低压侧头部底面W对置的凹部31的内周面之间。另外，各弹簧33也可以改换为板簧36。

各弹簧33不是以各薄板28为边界只设置在高压侧或低压侧中的任一侧，而是如图17所示，可以分别设置在高压侧和低压侧。

根据在高压侧和低压侧分别设置弹簧33的第7实施方式中的叶密封25，叶密封圈26稳定浮起于转动轴23的外周侧，所以在转动轴23处于低速运转时，能够更可靠地防止各薄板28的各前端28b接触转动轴23的圆周面23a。和把各弹簧33设置于各薄板28的单侧上比，施加到各弹簧33上的叶密封圈26的负荷被减半，所以可以抑制因叶密封圈26的负荷导致的各弹簧33的劣化。

毋庸置疑，用板簧36代替各弹簧33时，也可以获得相同效果。

第6及第7实施方式中的叶密封25，也可以利用支撑部件38把赋能部件安装到静翼24a上。此时，和第3实施方式的叶密封25相同，没必要在静翼24a内部直接安装赋能部件，通过把支撑赋能部件的支撑部件38安装到静翼24a上，就可以很简单地在叶密封圈26和静翼24a之间设置赋能部件。当某个赋能部件出现劣化或损坏时，可以从静翼24a上只卸下支撑该赋能部件的支撑部件38，所以可以更有效地进行赋能部件的维修等。

另外，赋能部件也可以设置在叶密封圈26上。此时，和第4及第5实施方式相同，通过把设有赋能部件的叶密封圈26安装到未设有赋能部件的现有静翼24a的凹部31内，不需要在静翼24a的凹部31内做特别加工，就能很简单地把赋能部件安装到静翼24a和叶密封圈26之间。在赋能部件出现劣化或破损时，与把其安装在静翼24a上比，因被设置于拆卸简单的叶密封圈26上，所以赋能部件的维修等很容易进行。

在上述各实施方式中，赋能部件并不限定于弹簧33和板簧36，当密封差压小时，对叶密封圈26向径方向外侧赋能，当密封差压大时，可以利用被引导到叶密封圈26和静翼24a之间的燃烧气体的压力，消除该势能力。

如上所述，根据本发明的轴密封机构及具有该轴密封机构的涡轮机，可以获得以下效果。

权利要求1所述的轴密封机构的构造是，在静止单元和叶密封圈之间，设置有赋能部件，对该叶密封圈向从转动轴脱离的径方向外侧赋能，和导压槽，以各薄板为边界把高压侧液压引导到叶密封圈外周面和静止单元内周面之间。通过该构造，当密封差压小，且各薄板28接受不到充足的浮起力、转动轴低速转动时，通过赋能部件对叶密封圈向径方向外侧赋能，并在静止单元内向从转动轴脱离的方向浮起，以保持设置在该叶密封圈上的各薄板的各前端和转动轴圆周面处于非接触状态，所以可以防止伴随转动轴的转动产生的各薄板与转动轴的磨损。另外，当密封差压大时，通过导压槽把高压侧液压引导到叶密封圈的外周面和静止单元的内周面之间，利用该液压消除赋能部件的势能力，使叶密封圈向接近转动轴的内周侧移动，使各薄板的各前端以规定压力接触转动轴的圆周面，所以能够降低通过转动轴和各薄板的各前端之间、从高压侧向低压侧泄漏的气体泄漏量。

根据权利要求2所述的轴密封机构，把权利要求1所述的轴密封机构中的赋能部件设置于叶密封圈，所以通过把该叶密封圈安装到未设有赋能部件的现有静止单元等上，不需要在静止单元内部做特别加工，就能很简单地把赋能部件安装到静止单元和叶密封圈之间。当赋能部件出现劣化或破损时，与把其安装在静止单元上比，因被设置于拆卸简单的叶密封圈上，所以赋能部件的维修等很容易进行。

根据权利要求3所述的轴密封机构，把权利要求1或2所述的轴密封机构中的赋能部件，利用不同于静止单元的其他支撑部件来支撑，该支撑部件被设置在静止单元上，所以，把赋能部件安装于叶密封圈和静止单元之间时，在静止单元内部，不需要为直接安装赋能部件做特别加工，通过把支撑赋能部件的支撑部件安装在静止单元上，就能很简单地把赋能部件设置于叶密封圈和静止单元之间。某个赋能部件出现劣化或破损时，可以只把支撑该赋能部件的支撑部件从静止单元卸下，所以可以更有效地进行赋能部件的维修等。

根据权利要求4所述的轴密封机构，把权利要求1～3的任一项所述的轴密封机构中的赋能部件分别设置于高压侧和低压侧，并把各薄板夹在中间。所以，可以使叶密封圈在静止单元内稳定浮起到转动轴的外周侧，当转动轴低速转动时，能更可靠地防止各薄板的各前端接触转动轴的圆周面。另外，和赋能部件只设于各薄板一侧时比，将施加到各赋能部件上的叶密封圈负荷减半，所以能抑制因叶密封圈的负荷导致的各赋能部件的劣化。

根据权利要求5所述的涡轮机，通过把高温高压流体引导到机壳，喷射在该机壳内部支撑可转动的转动轴的动翼上，把前述流体的热能转换为机械转动能，并产生动力，并具有上述权利要求1～4的任一项所述的轴密封机构，所以，可以获得和上述权利要求1～4的任一项所述的轴密封机构相同的效果。

Claims (5)

1.一种轴密封机构，阻止流体通过转动轴和静止单元间的环状空间流向所述转动轴的轴方向，其特征在于，包括：

叶密封圈，位于所述静止单元的内部；

多个薄板，相互隔开间隔设置在所述转动轴的圆周方向，各个外周基端被固定在所述叶密封圈内，各个前端和所述转动轴的圆周面成锐角，且在所述转动轴的轴方向具有宽度，并滑动接触所述转动轴的圆周面；

赋能部件，在所述静止单元和所述叶密封圈间，对该叶密封圈向从所述转动轴脱离的径方向外侧赋能；和

导压槽，以所述各薄板为边界，把高压侧的液压引导到所述叶密封圈的外周面和所述静止单元的内周面之间。

2.如权利要求1所述的轴密封机构，其特征在于，所述赋能部件被设置于所述叶密封圈上。

3.如权利要求1所述的轴密封机构，其特征在于，所述赋能部件被不同于所述静止单元的支撑部件所支撑，该支撑部件被设置于所述静止单元上。

4.如权利要求1～3的任一项所述的轴密封机构，其特征在于，所述赋能部件把所述各薄板夹在中间，并分别设置于高压侧和低压侧。

5.一种涡轮机，把高温高压流体引导到机壳内，通过喷射在该机壳内部支撑可转动的转动轴的动翼上，使所述流体的热能转换为机械转动能，以产生动力，其特征在于，具有所述权利要求1～4的任一项所述的轴密封机构。

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