DE112017005191T5

DE112017005191T5 - Labyrinthdichtung

Info

Publication number: DE112017005191T5
Application number: DE112017005191.6T
Authority: DE
Inventors: Shunsuke Morinaka
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2016-10-13
Filing date: 2017-09-29
Publication date: 2019-07-04
Also published as: WO2018070282A1; JP2018063006A; KR20190046970A; JP6650383B2; US11002364B2; US20190285183A1; KR102188474B1

Abstract

Bereitgestellt ist eine Labyrinthdichtung, die es ermöglicht, ein Ausfließen eines Fluids zu minimieren. Die Labyrinthdichtung (30) ist bereitgestellt mit: einer Struktur mit ansteigender Stufe eines gestuften Abschnitts (41), der ein gestufter Abschnitt auf einer Seite (X1) hohen Drucks ist; eine Struktur absinkender Stufe eines gestuften Abschnitts (42), der ein gestufter Abschnitt auf einer Seite (X2) niedrigen Drucks ist; einer dritten Flosse (53), die weiter zu der Seite (X2) niedrigen Drucks hin angeordnet ist als die Struktur absteigender Stufe des gestuften Abschnitts (42), der ein gestufter Abschnitt auf der Seite (X2) niedrigen Drucks ist; und eine ringförmige Nut (70). Die ringförmige Nut (70) ist in zumindest einem Teil eines Bereichs weiter zu der Seite (X2) niedrigen Drucks hin angeordnet als die Struktur absteigender Stufe des gestuften Abschnitts (41), er ein gestufter Abschnitt auf der Seite (X1) hohen Drucks ist, und weiter zu der Seite (X1) hohen Drucks als die dritte Flosse (53).

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Labyrinthdichtung.
Stand der Technik
Eine bekannte Labyrinthdichtung ist zum Beispiel in den Patentdokumenten 1 und 2 offenbart. Die Labyrinthdichtung verhindert, dass ein Fluid durch einen Spalt zwischen zwei Elementen (zum Beispiel einem sich drehenden Körper und einem stationären Körper), die eine drehende Maschine bestimmen, ausfließt. Die in der 7 des Patentdokuments 2 beschriebene Labyrinthdichtung hat einen gestuften Abschnitt und eine Mehrzahl Flossen. Diese Konfiguration ermöglicht die Ausbildung eines Wirbels in einem Raum zwischen der Mehrzahl der Flossen und die Erzeugung eines Fluidenergieverlustes, und reduziert dabei die Ausfließrate des Fluids.
Zitierungsliste
Patentdokumente

Patentdokument 1: JP-A-S60-98196
Patentdokument 2: JP-A-2015-108301

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Die 7 des Patentdokuments 2 zeigt zwei große Wirbel und zwei kleine Wirbel. Im Vergleich mit den großen Wirbeln weisen die kleinen Wirbel eine geringe Wirkung des Fluidenergieverlustes auf. Aus diesem Grund besteht ein Risiko, dass die Ausfließrate des Fluids nicht ausreichend reduziert werden kann.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Labyrinthdichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, die Ausfließrate eines Fluids zu reduzieren.
Lösung des Problems
Die Labyrinthdichtung in der vorliegenden Erfindung soll in einer drehenden Maschine vorhanden sein. Die drehende Maschine hat ein erstes Element, ein zweites Element und einen Spalt. Das zweite Element ist zu dem ersten Element zugewandt (gerichtet). Der Spalt ist zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element ausgebildet und ist konfiguriert, einem Fluid zu ermöglichen, von einer Seite hohen Drucks zu einer Seite niedrigen Drucks in einer Strömungsrichtung zu strömen, die eine Richtung rechtwinklig zu einer Richtung ist, in der das erste Element und das zweite Element einander zugewandt sind. In einer zugewandten Richtung (gerichteten Richtung), die die Richtung ist, in der das erste Element und das zweite Element einander zugewandt sind, ist die Seite des ersten Elements relativ zu dem zweiten Element als eine Seite der zugewandten Richtung definiert. In der zugewandten Richtung ist die Seite des zweiten Elements relativ zu dem ersten Element als die andere Seite der zugewandten Richtung definiert. Die Labyrinthdichtung hat einen gestuften Abschnitt, eine Flosse und eine ringförmige Nut. Der gestufte Abschnitt ist in einem Abschnitt des zweiten Elements auf der einen Seite der zugewandten Richtung ausgebildet. Die Flosse erstreckt sich von einem Abschnitt des ersten Elements auf der anderen Seite der zugewandten Richtung zu der anderen Seite der zugewandten Richtung. Die ringförmige Nut ist in einem Abschnitt des zweiten Elements auf der einen Seite der zugewandten Richtung ausgebildet. Der gestufte Abschnitt hat einen gestuften Abschnitt einer nach oben gestuften Struktur, der zu der Seite des hohen Drucks zugewandt ist, und einen gestuften Abschnitt einer nach unten gestuften Struktur, der zu der Seite des niedrigen Drucks zugewandt ist. In dem gestuften Abschnitt der nach oben gestuften Struktur und in dem gestuften Abschnitt der nach unten gestuften Struktur ist ein auf der Seite des hohen Drucks angeordneter gestufter Abschnitt als gestufter Abschnitt auf der Seite hohen Drucks definiert, und ein auf der Seite des niedrigen Drucks angeordneter gestufter Abschnitt ist als ein gestufter Abschnitt auf der Seite niedrigen Drucks definiert. Die Flosse hat eine erste Flosse, eine zweite Flosse und eine dritte Flosse. Die erste Flosse ist auf der Seite des hohen Drucks relativ zu dem gestuften Abschnitt auf der Seite hohen Drucks angeordnet. Die zweite Flosse ist auf der Seite des niedrigen Drucks relativ zu dem gestuften Abschnitt auf der Seite hohen Drucks wie auch auf der Seite des hohen Drucks relativ zu dem gestuften Abschnitt auf der Seite niedrigen Drucks angeordnet. Die dritte Flosse ist auf der Seite des niedrigen Drucks relativ zu dem gestuften Abschnitt auf der Seite niedrigen Drucks angeordnet. Die ringförmige Nut ist in zumindest einem Teil eines Bereichs auf der Seite des niedrigen Drucks zu dem gestuften Abschnitt auf der Seite hohen Drucks wie auch auf der Seite des hohen Drucks relativ zu der dritten Flosse angeordnet.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Die voranstehend beschriebene Konfiguration ermöglicht eine Reduktion der Ausfließrate eines Fluids.
Figurenliste

Die 1 ist eine Querschnittsansicht einer drehenden Maschine gemäß einer ersten Ausführungsform.
Die 2 ist eine Querschnittsansicht einer in der 1 dargestellten Labyrinthdichtung und Ähnlichem.
Die 3 ist eine Querschnittsansicht der in 2 dargestellten Labyrinthdichtung zum Zeigen einer Abmessung.
Die 4 ist ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen La/Ga (siehe die 3) und einer Ausfließrate zeigt.
Die 5 ist ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen Da/Ha (siehe die 3) und einer Ausfließrate zeigt.
Die 6 ist ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen Gb (siehe die 3) und einer Ausfließrate zeigt.
Die 7 zeigt eine zweite Ausführungsform und entspricht der 2.
Die 8 zeigt eine dritte Ausführungsform und entspricht der 2.
Die 9 zeigt eine vierte Ausführungsform und entspricht der 2.
Die 10 zeigt eine fünfte Ausführungsform und entspricht der 2.
Die 11 zeigt eine sechste Ausführungsform und entspricht der 2.
Die 12 zeigt eine siebte Ausführungsform und entspricht der 2.
Die 13 zeigt eine achte Ausführungsform und entspricht der 2.
Die 14 ist eine Querschnittsansicht einer Labyrinthdichtung gemäß einer neunten Ausführungsform.
Die 15 zeigt eine zehnte Ausführungsform und entspricht der 14.
Die 16 ist eine Querschnittsansicht einer Labyrinthdichtung einer ersten Struktur, die zum Analysieren einer Ausfließrate verwendet ist.
Die 17 ist ein Diagramm, das jede Ausfließrate von vier Arten von Strukturen zeigt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Erste Ausführungsform
Eine drehende Maschine 1 der ersten Ausführungsform, die in der 1 dargestellt ist, wird mit Bezug auf die 1 bis zu der 6 beschrieben.
Die drehende Maschine 1 (Fluidmaschine, drehende Fluidmaschine) ist zum Beispiel ein Verdichter und ist zum Beispiel ein Turboverdichter oder Ähnliches. Die drehende Maschine 1 kann zum Beispiel ein Entspanner sein, und kann zum Beispiel eine Expansionsturbine oder Ähnliches sein. Die drehende Maschine 1 ist von der Zentrifugalart. Die drehende Maschine 1 hat einen stationären Körper 10 (erstes Element), einen drehenden Körper 20 (zweites Element), einen Spalt 25, eine Labyrinthdichtung 30 und eine Labyrinthdichtung 130. Der stationäre Körper 10 ist zum Beispiel ein Gehäuse. Der stationäre Körper 10 kann zum Beispiel ein in einem Gehäuse angeordnetes und an dem Gehäuse befestigtes Element sein.
Der drehende Körper 20 ist innerhalb des stationären Körpers 10 angeordnet und dreht um eine Drehachse A (Mittelachse) relativ zu dem stationären Körper 10. Der drehende Körper 20 ist zum Beispiel ein Impeller und ist zum Beispiel ein Impeller mit einem Abdeckblech. Der drehende Körper 20 ist zu dem stationären Körper 10 zugewandt. Die Abschnitte, in denen die Labyrinthdichtung 30 und die Labyrinthdichtung 130 in dem drehenden Körper 20 bereitgestellt sind, sind zu dem stationären Körper 10 zugewandt.
Wie aus der 2 ersichtlich ist, ist der Spalt 25 zwischen dem stationären Körper 10 und dem drehenden Körper 20 ausgebildet und zwischen dem Abschnitt des stationären Körpers 10 auf der anderen Seite Y2 (im Folgenden beschrieben) der zugewandten Richtung und dem Abschnitt des drehenden Körpers 20 auf der einen Seite Y1 (im Folgenden beschrieben) der zugewandten Richtung ausgebildet. Ein Fluid kann durch den Spalt 25 strömen. Der Spalt 25 ist so konfiguriert, um es einem Fluid zu ermöglichen, durch den Spalt 25 von der Seite X1 hohen Drucks in der Strömungsrichtung X zu der Seite X2 niedrigen Drucks in der Strömungsrichtung X zu strömen. Wie aus der 1 ersichtlich ist, ist die Strömungsrichtung X eine Richtung rechtwinklig oder annähernd rechtwinklig zu der Drehachse A. In dem Fall, in dem die drehende Maschine 1 ein Verdichter ist, ist die Seite X1 hohen Drucks eine Seite entfernt von der Drehachse A (die radial äußere Seite ausgehend von der Drehachse A), und die Seite X2 niedrigen Drucks ist eine Seite näher zu der Drehachse A (die radial innere Seite ausgehend von der Drehachse A). In dem Fall, in dem die drehende Maschine 1 eine Entspannungsvorrichtung ist, ist die Seite X1 hohen Drucks eine Seite näher an der Drehachse A, und die Seite X2 niedrigen Drucks ist eine Seite entfernt von der Drehachse A. Im Folgenden wird die Ausführungsform durch Bezug auf den Fall beschrieben, in dem die drehende Maschine 1 ein Verdichter ist. Die Richtung, in der der stationäre Körper 10 und der drehende Körper 20 einander zugewandt sind, ist als eine zugewandte Richtung Y definiert. Die zugewandte Richtung Y ist eine Richtung rechtwinklig zu der Strömungsrichtung X. Die zugewandte Richtung Y ist gleich (oder annähernd gleich) zu der Richtung der Drehachse A. Wie aus der 2 ersichtlich ist, ist in der zugewandten Richtung Y die Seite des stationären Körpers 10 relativ zu dem drehenden Körper 20 als eine Seite Y1 der zugewandten Richtung definiert, und die Seite des drehenden Körpers 20 relativ zu dem stationären Körper 10 ist als die andere Seite Y2 der zugewandten Richtung definiert. In dem Spalt 25 ist ein Bereich zwischen einer ersten Flosse 51 (im Folgenden beschrieben) und einer zweiten Flosse 52 (im Folgenden beschrieben) (der Raum in der Strömungsrichtung X) als ein Raum 25a auf einer Seite einer nach oben gestuften Struktur definiert. In dem Spalt 25 ist der Bereich zwischen der zweiten Flosse 52 und der dritten Flosse 53 (im Folgenden beschrieben) als ein Raum 25b auf einer Seite einer nach unten gestuften Struktur definiert.
Die Labyrinthdichtung 30 verhindert das Ausfließen eines Fluids in dem Spalt 25 von der Seite X1 hohen Drucks zu der Seite X2 niedrigen Drucks. Die Labyrinthdichtung 30 verhindert die Zirkulation des Fluids innerhalb der drehenden Maschine 1 (siehe die 1), in dem sie das voranstehend beschriebene Ausfließen verhindert. Die Labyrinthdichtung 30 ist eine Vorrichtung, die in der Lage ist, die Ausfließströmungsrate (im Folgenden manchmal als „Ausfließrate“ bezeichnet) des Fluids ohne die Berührung des stationären Körpers 10 mit dem drehenden Körper 20 (das heißt, in einer berührungslosen Weise) zu reduzieren. Die Labyrinthdichtung 30 hat einen gestuften Abschnitt 40, eine Flosse 50 und eine ringförmige Nut 70.
Der gestufte Abschnitt 40 ist in dem Abschnitt des drehenden Körpers 20 auf der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung ausgebildet. Der gestufte Abschnitt 40 weist eine ringförmige Form (Ringform) um die Drehachse A (siehe die 1) auf. In einer Ebene, die parallel zu der Drehachse A liegt und die Drehachse A hat, ist der Querschnitt der drehenden Maschine 1 als ein „Drehachsenquerschnitt“ bezeichnet. Der Drehachsenquerschnitt ist ein Querschnitt in einer Richtung rechtwinklig zu jeder der zugewandten Richtung Y und der Strömungsrichtung X betrachtet. Die 1 und die 2 sind Ansichten der drehenden Maschine 1 in der Drehachsenrichtung. Wie in der 2 dargestellt ist, weist in der Drehachsenrichtung der gestufte Abschnitt 40 eine lineare Form auf, die sich in der zugewandten Richtung Y erstreckt. Der gestufte Abschnitt 40 weist nämlich eine ringförmige zylindrische Form auf, die sich auf die Drehachse A zentriert. In dem Drehachsenquerschnitt kann der gestufte Abschnitt 40 eine lineare Form sein, die relativ zu der zugewandten Richtung Y (siehe ein gestufter Abschnitt 542 einer nach unten gestuften Struktur, der aus der 10 ersichtlich ist) geneigt ist. In diesem Fall weist der gestufte Abschnitt 542 der nach unten gestuften Struktur (siehe die 10) eine ringförmige gekrümmte Oberflächenform auf, die sich auf die Drehachse A zentriert (siehe die 1), und weist eine gekrümmte Oberflächenform auf, die einen äußeren Randabschnitt eines auf der Drehachse A zentrierten Kegelstumpfs bestimmt. In dem Drehachsenquerschnitt kann der gestufte Abschnitt 30 eine Form einer gekrümmten Linie (nicht dargestellt) aufweisen. In diesem Fall weist der gestufte Abschnitt eine ringförmige gekrümmte Oberflächenform auf, die sich auf der Drehachse A zentriert. Das Gleiche gilt für die Flosse 50 und die ringförmige Nut 70, die aus der 2 ersichtlich ist, darin, dass die Flosse und die ringförmige Nut ringförmige Formen aufweisen, die sich auf der Drehachse A zentrieren. Der gestufte Abschnitt 40 hat einen gestuften Abschnitt 41 einer nach oben gestuften Struktur und den gestuften Abschnitt 42 der nach unten gestuften Struktur.
Der gestufte Abschnitt 41 der nach oben gestuften Struktur ist zu der Seite X1 hohen Drucks zugewandt (ist zugewandt). Die Oberfläche (gestufte Oberfläche) des gestuften Abschnitts 41 der nach oben gestuften Struktur ist zu der Seite X1 hohen Drucks zugewandt. Der gestufte Abschnitt 41 der nach oben gestuften Struktur ist derart konfiguriert, dass der Abschnitt (hoher gestufter Abschnitt 47) des drehenden Körpers 20 auf der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu dem gestuften Abschnitt 41 der nach oben gestuften Struktur näher an der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung als der Abschnitt (hochdruckseitiger niedriger gestufter Abschnitt 46) des drehenden Körpers 20 auf der Seite X1 hohen Drucks relativ zu dem gestuften Abschnitt 41 der nach oben gestuften Struktur. Der gestufte Abschnitt 41 der nach oben gestuften Struktur ist mit dem Ende des hochdruckseitigen niedrigen gestuften Abschnitts 46 auf der Seite X2 niedrigen Drucks verbunden. Der gestufte Abschnitt 41 der nach oben gestuften Struktur ist mit dem Ende des Abschnitts 47 hoher Stufe auf der Seite X1 hohen Drucks verbunden.
Der gestufte Abschnitt 42 der nach unten gestuften Struktur ist zu der Seite X2 niedrigen Drucks zugewandt. Die Oberfläche des gestuften Abschnitts 42 der nach unten gestuften Struktur ist zu der Seite X2 niedrigen Drucks zugewandt.
Der gestufte Abschnitt 42 der nach unten gestuften Struktur ist derart konfiguriert, dass der Abschnitt (niederdruckseitiger niedriger gestufter Abschnitt 48) des drehenden Körpers 20 auf der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu dem gestuften Abschnitt 42 der nach unten gestuften Struktur näher an der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung als der Abschnitt (hoher gestufter Abschnitt 47) des drehenden Körpers 20 auf der Seite X1 hohen Drucks relativ zu dem gestuften Abschnitt 42 der nach unten gestuften Struktur angeordnet ist. Der gestufte Abschnitt 42 der nach unten gestuften Struktur ist mit dem Ende des Abschnitts 47 hoher Stufe auf der Unterdruckseite X2 verbunden. Der gestufte Abschnitt 42 der nach unten gestuften Struktur ist mit dem Ende des niederdruckseitigen Abschnitts 48 niedriger Stufe auf der Seite X1 hohen Drucks durch eine ringförmige Nut 42 eines niedrigen gestuften Abschnitts (im Folgenden beschrieben) verbunden. Der gestufte Abschnitt 42 der nach unten gestuften Struktur kann zu dem Ende des niederdruckseitigen Abschnitts 48 niedriger Stufe auf der Seite X1 hohen Drucks (siehe die 11) (siehe die Beschreibung der folgenden [Position b2]) verbunden sein.
Der hochdruckseitige Abschnitt 46 niedriger Stufe (hochdruckseitige Ebene) ist in dem Abschnitt des drehenden Körpers 20 auf der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung ausgebildet. In dem Drehachsenquerschnitt weist der hochdruckseitige Abschnitt 46 niedriger Stufe eine lineare Form auf, die sich in der Strömungsrichtung X erstreckt. Der hochdruckseitige Abschnitt 46 niedriger Stufe weist nämlich eine ringförmige Ebene auf, die sich auf der Drehachse A zentriert (siehe die 1). In dem Drehachsenquerschnitt kann der gesamte oder ein Teil des hochdruckseitigen niedrigen gestuften Abschnitts 46 eine gerade Linie oder eine gekrümmte Linie sein, die relativ zu der Strömungsrichtung X geneigt ist. In diesem Fall weist der hochdruckseitige Abschnitt 46 niedriger Stufe eine ringförmige gekrümmte Oberflächenform (zum Beispiel eine annähernd ebene Form) auf, die sich auf der Drehachse A zentriert.
Der Abschnitt 47 hoher Stufe (ein nach oben gestufter Abschnitt, ein mittlerer gestufter Abschnitt und eine mittlere Ebene) ist auf der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu dem hochdruckseitigen Abschnitt 46 niedriger Stufe angeordnet und ist auf der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung relativ zu dem hochdruckseitigen Abschnitt 46 niedriger Stufe angeordnet. Die Form des Abschnitts 47 hoher Stufe ist die gleiche wie die Form des hochdruckseitigen niedrigen gestuften Abschnitts 46. Zum Beispiel weist der Abschnitt 47 hoher Stufe eine ringförmige ebene Form auf, die sich auf die Drehachse A zentriert (siehe die 1).
Der niederdruckseitige Abschnitt 48 niedriger Stufe (nach unten gestufter Abschnitt, niederdruckseitige Ebene) ist auf der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu dem Abschnitt 47 hoher Stufe angeordnet und ist auf der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung relativ zu dem Abschnitt 47 hoher Stufe angeordnet. Die Form des niederdruckseitigen Abschnitts 48 niedriger Stufe ist die gleiche wie die Form des hochdruckseitigen niedrigen gestuften Abschnitts 46. Zum Beispiel weist der niederdruckseitige Abschnitt 48 niedriger Stufe eine ringförmige ebene Form auf, die sich auf der Drehachse A zentriert (siehe die 1). Die Position des niederdruckseitigen Abschnitts 48 niedriger Stufe in der zugewandten Richtung Y kann die gleiche sein wie die Position auf dem hochdruckseitigen Abschnitt 46 niedriger Stufe in der zugewandten Richtung Y, kann auf der anderen Seite Y1 der zugewandten Richtung relativ zu dem hochdruckseitigen Abschnitt 46 niedriger Stufe sein, und kann auf der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung relativ zu dem hochdruckseitigen Abschnitt 46 niedriger Stufe sein.
Gestufter Abschnitt auf der Seite X1 hohen Drucks und gestufter Abschnitt auf der Seite X2 niedrigen Drucks
In dem gestuften Abschnitt 41 mit der nach oben gestuften Struktur und dem gestuften Abschnitt 42 mit der nach unten gestuften Struktur ist der Abschnitt (der gestufte Abschnitt 41 mit der nach oben gestuften Struktur in dieser Ausführungsform), der auf der Seite X1 hohen Drucks angeordnet ist, als ein „gestufter Abschnitt auf der Seite X1 hohen Drucks“ definiert, und der Abschnitt (der gestufte Abschnitt 42 mit der nach unten gestuften Struktur in dieser Ausführungsform), der auf der Seite X2 niedrigen Drucks angeordnet ist, ist als ein „gestufter Abschnitt auf der Seite X2 niedrigen Drucks“ definiert.
Die Flosse 50 ist ein Abschnitt, der den Spalt 25 unterteilt. Die Flosse 50 ist angeordnet, den Spalt 25 durch Verengen des Spalts 25 nicht vollständig zu unterteilen. Die Flosse 50 erstreckt sich von dem Abschnitt des stationären Körpers 10 auf der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung zu der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung und erstreckt sich zu der Nähe der Oberfläche des drehenden Körpers 20 auf der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung. Die Flosse 50 ist einstückig mit dem stationären Körper 10 bereitgestellt. Die Flosse 50 kann von dem stationären Körper 10 getrennt sein. Die Flosse 50 hat die erste Flosse 51, die zweite Flosse 52 und die dritte Flosse 53 in der Reihenfolge von der Seite X1 hohen Drucks zu der Seite X2 niedrigen Drucks.
Die erste Flosse 51 (Flosse auf der Seite X1 hohen Drucks) ist auf der Seite X1 hohen Drucks relativ zu dem gestuften Abschnitt 41 mit der nach oben gestuften Struktur angeordnet. Die erste Flosse 51 ist an einer Position angeordnet, in der sie zu dem gestuften Abschnitt 46 auf der Seite hohen Drucks in der zugewandten Richtung Y zugewandt ist. Die Position des distalen Endes (das Ende auf der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung) der ersten Flosse 51 in der zugewandten Richtung Y befindet sich auf der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung relativ zu der Position der Oberfläche (die Oberfläche auf der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung) des Abschnitts 47 hoher Stufe in der zugewandten Richtung Y). Ein Spalt δ1 in der zugewandten Richtung Y ist zwischen dem distalen Ende der ersten Flosse 51 und dem drehenden Körper 20 vorhanden.
Die zweite Flosse 52 (Zwischenflosse) ist auf der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu dem gestuften Abschnitt 41 mit der nach oben gestuften Struktur und auf der Seite X1 hohen Drucks relativ zu dem gestuften Abschnitt 42 mit der nach unten gestuften Struktur angeordnet. Die zweite Flosse 52 kann an einer Position angeordnet sein, die in der zugewandten Richtung Y zu dem Abschnitt 47 hoher Stufe zugewandt ist, und kann an einer Position angeordnet sein, die in der zugewandten Richtung Y zu der ringförmigen Nut 70 zugewandt ist (eine ringförmige Nut 71 eines Abschnitts hoher Stufe, der zu beschreiben ist). Ein Spalt δ2 in der zugewandten Richtung Y ist zwischen dem distalen Ende der zweiten Flosse 52 und dem drehenden Körper 20 vorhanden. Der Spalt δ2 ist ein Ausströmabschnitt des Fluids von dem Raum 25a auf der Seite der nach oben gestuften Struktur. Die zweite Flosse 52 hat eine Oberfläche 52a auf der Seite hohen Drucks, die eine Seitenoberfläche auf der Seite X1 hohen Drucks ist, und eine Oberfläche 52b auf der Seite niedrigen Drucks, die eine Seitenoberfläche auf der Seite X2 niedrigen Drucks ist. Die Seitenoberfläche 52a auf der Seite hohen Drucks und die Seitenoberfläche 52b auf der Seite niedrigen Drucks sind Oberflächen rechtwinklig zu der Strömungsrichtung X. Das voranstehend erwähnte „rechtwinklig“ umfasst „im Wesentlichen rechtwinklig“ (im Folgenden das Gleiche).
Die dritte Flosse 53 (Flosse auf der Seite X2 niedrigen Drucks) ist auf der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu dem gestuften Abschnitt 42 mit der nach unten gestuften Struktur angeordnet. Die dritte Flosse 53 kann an einer Position angeordnet sein, die zu dem niedrigen gestuften Abschnitt 48 auf der Seite niedrigen Drucks in der zugewandten Richtung Y zugewandt ist, und kann an einer Position angeordnet sein, die zu der ringförmigen Nut 70 (eine ringförmige Nut 72 an einem Abschnitt niedriger Stufe, die zu beschreiben ist) in der zugewandten Richtung Y zugewandt ist. Die Position des distalen Endes der dritten Flosse 53 in der zugewandten Richtung Y befindet sich auf der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung relativ zu der Position der Oberfläche (die Oberfläche auf der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung) des Abschnitts 47 hoher Stufe in der zugewandten Richtung Y. Wie voranstehend beschrieben wurde, sind die dritte Flosse 53, die erste Flosse 51 und der Abschnitt 47 hoher Stufe so angeordnet, dass die Position von jedem distalen Ende der dritten Flosse 53 und der ersten Flosse 51 und die Position des Abschnitts 47 hoher Stufe in der zugewandten Richtung Y voneinander unterschiedlich sind (nämlich abwechselnd angeordnet sind). Entsprechend ist verhindert, dass das Fluid in der Strömungsrichtung X strömt (durch geht), ohne die Flosse 50 und den gestuften Abschnitt 40 zu berühren. Ein Spalt δ3 in der zugewandten Richtung Y ist zwischen dem distalen Ende der dritten Flosse 53 und dem drehenden Körper 20 vorhanden. Der Spalt δ3 ist ein Ausströmanschluss des von dem Raum 52b auf der Seite der nach unten gestuften Struktur ausströmenden Fluids und ein Ausströmanschluss des von der Labyrinthdichtung 30 ausströmenden Fluids. Die dritte Flosse 53 hat eine Oberfläche 53a auf der Seite hohen Drucks, die eine Seitenoberfläche auf der Seite X1 hohen Drucks ist, und eine Oberfläche 53b auf der Seite niedrigen Drucks, die eine Seitenoberfläche auf der Seite X2 niedrigen Drucks ist. Die Seitenoberfläche 53a auf der Seite hohen Drucks und die Seitenoberfläche 53b auf der Seite niedrigen Drucks sind Oberflächen rechtwinklig zu der Strömungsrichtung X.
Flosse auf der Seite des Abschnitts hoher Stufe und Flosse auf der Seite des Abschnitts niedriger Stufe
In den Flossen 50 auf der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu dem gestuften Abschnitt 41 mit der nach oben gestuften Struktur ist die am nächsten zu dem gestuften Abschnitt 41 mit nach oben gestufter Struktur liegende Flosse als eine „Flosse auf der Seite des Abschnitts hoher Stufe“ definiert. In dieser Ausführungsform ist die „Flosse auf der Seite des Abschnitts hoher Stufe“ die zweite Flosse 52. In den Flossen 50 auf der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu dem gestuften Abschnitt 42 mit der nach unten gestuften Struktur ist die am nächsten zu dem gestuften Abschnitt 42 mit der nach unten gestuften Struktur liegende Flosse als eine „Flosse auf der Seite des Abschnitts niedriger Stufe“ definiert. In dieser Ausführungsform ist die dritte Flosse 53 die „Flosse auf der Seite des Abschnitts niedriger Stufe“.
Die ringförmige Nut 70 ist eine Nut, um es zu ermöglichen, dass ein Wirbel V (ein beliebiger aus einem Wirbel V2 und einem Wirbel V4) einströmt. Die ringförmige Nut 70 ist an einem Abschnitt (Stelle) bereitgestellt, an der der Wirbel V erzeugt wird und ist derart konfiguriert, dass der Wirbel V in den Raum (das Innere der ringförmigen Nut 70) strömt, der durch die ringförmige Nut 70 umgeben ist. Die ringförmige Nut 70 ist in dem Abschnitt des drehenden Körpers 20 auf der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung ausgebildet. Die ringförmige Nut 70 ist in zumindest einem Teil eines Bereichs auf der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu dem gestuften Abschnitt auf der Seite X1 hohen Drucks (gestufter Abschnitt 41 mit der nach oben gestuften Struktur) und auf der Seite X1 hohen Drucks relativ zu der dritten Flosse 53 angeordnet. Die ringförmige Nut 70 hat die ringförmige Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe und die ringförmige Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe.
Die ringförmige Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe (nach oben gestufte Nut) ist eine Nut, um es dem Wirbel V2 zu ermöglichen, einzuströmen. Die ringförmige Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe ist in dem Abschnitt 47 hoher Stufe ausgebildet und ist zu der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung relativ zu dem Ende des Abschnitts 47 hoher Stufe auf der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung ausgespart. Die ringförmige Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe ist in zumindest einem Teil eines Bereichs auf der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu dem gestuften Abschnitt 41 mit der nach oben gestuften Struktur und auf der Seite X1 hohen Drucks relativ zu der Flosse auf der Seite des Abschnitts mit hoher Stufe (zweite Flosse 52) angeordnet. Ein Teil der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe kann auf der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu der Seitenoberfläche 52a auf der Seite hohen Drucks angeordnet sein.
In dem Abschnitt, der das Ende der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe auf der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung und das Ende der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe auf der Seite X1 hohen Drucks ist, befindet sich die Position der Strömungsrichtung X (die Position in der Strömungsrichtung X) auf der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu dem Abschnitt, der das Ende des gestuften Abschnitts 41 mit der nach oben gestuften Struktur auf der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung und das Ende des gestuften Abschnitts 41 mit der nach oben gestuften Struktur auf der Seite X2 niedrigen Drucks ist.
In dem Abschnitt, der das Ende der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe auf der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung und das Ende der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe auf der Seite X2 niedrigen Drucks ist, befindet sich die Position der Strömungsrichtung X auf einer beliebigen der Folgenden [Position a1] bis [Position a5]. Die [Position a1] auf der Seite X1 hohen Drucks relativ zu dem distalen Ende (das Ende auf der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung) der Seitenoberfläche 52a auf der Seite hohen Drucks. [Position a2]: Die gleiche (oder im Wesentlichen die gleiche) Position der Strömungsrichtung X als das distale Ende der Seitenoberfläche 52a auf der Seite hohen Drucks. [Position a3]: Auf der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu dem distalen Ende der Seitenoberfläche 52a auf der Seite hohen Drucks und der Seite X1 hohen Drucks relativ zu dem distalen Ende der Seitenoberfläche 52b auf der Seite niedrigen Drucks. [Position a4]: Die gleiche (oder im Wesentlichen die gleiche) Position der Strömungsrichtung X als das distale Ende der Seitenoberfläche 52b auf der Seite niedrigen Drucks. [Position a5]: Auf der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu der Seitenoberfläche 52b auf der Seite niedrigen Drucks.
Die ringförmige Nut 71 des Abschnitts hoher Stufe weist eine ringförmige Form auf, die sich auf die Drehachse A zentriert (siehe die 1). In dem Drehachsenquerschnitt ist die Form des Abschnitts (das Innere der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe), der durch die ringförmige Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe umgeben ist, eine rechteckige Form. In der 2 ist das Ende des „durch die ringförmige Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe umgebenen Abschnitts“ auf der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung durch eine Zwei-Punkt-Linie bezeichnet. Die ringförmige Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe hat eine Seitenoberfläche 71a auf der Seite hohen Drucks, die eine Seitenoberfläche auf der Seite X1 hohen Drucks ist, eine Seitenoberfläche 71b auf der Seite niedrigen Drucks, die eine Seitenoberfläche auf der Seite X2 niedrigen Drucks ist, und eine Bodenoberfläche 71c. Die Seitenoberfläche 71a auf der Seite hohen Drucks und die Seitenoberfläche 71b auf der Seite niedrigen Drucks sind Oberflächen rechtwinklig zu der Strömungsrichtung X. Die Bodenoberfläche 71c ist eine Oberfläche des Abschnitts der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe auf der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung und eine den Boden bestimmende Oberfläche (den Boden ausgehend von der Oberfläche des Abschnitts 48 niedriger Stufe auf der Seite niedrigen Drucks) der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe. Die Bodenoberfläche 71c ist eine Oberfläche rechtwinklig zu der zugewandten Richtung Y.
Die ringförmige Nut 71 mit dem Abschnitt niedriger Stufe (nach unten gestufte Nut) ist eine Nut zum Ermöglichen, dass der Wirbel V4 einströmt. Die ringförmige Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe ist in dem Abschnitt 48 niedriger Stufe auf der Seite niedrigen Drucks ausgebildet und ist zu der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung relativ zu dem Ende des Abschnitts 48 niedriger Stufe auf der Seite niedrigen Drucks auf der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung ausgespart. Die ringförmige Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe ist in zumindest einem Teil eines Bereichs auf der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu dem gestuften Abschnitt 42 mit der nach unten gestuften Struktur und auf der Seite X1 hohen Drucks relativ zu der Flosse auf der Seite des Abschnitts niedriger Stufe (dritte Flosse 53) angeordnet. Ein Teil der ringförmigen Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe kann auf der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu der Seitenoberfläche 53a auf der Seite hohen Drucks angeordnet sein.
In dem Abschnitt, der das Ende der ringförmigen Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe auf der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung und das Ende der ringförmigen Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe auf der Seite X1 hohen Drucks ist, ist die Strömungsrichtung X eine beliebige der folgenden [Position b1] und [Position b2]. [Position b1]: Die gleiche Position wie der Abschnitt, der das Ende des gestuften Abschnitts 42 nach unten gestufter Struktur auf der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung und das Ende des gestuften Abschnitts 42 mit nach unten gestufter Struktur auf der Seite X2 niedrigen Drucks ist. [Position b2]: Auf der Seite X2 niedrigen Drucks (nicht dargestellt) relativ zu dem Abschnitt, der das Ende des gestuften Abschnitts 42 nach unten gestufter Struktur auf der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung und das Ende des gestuften Abschnitts 42 nach unten gestufter Struktur auf der Seite X2 niedrigen Drucks ist. In dem Fall der voranstehend erwähnten [Position b1] ist die ringförmige Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe auf der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu der Position des gestuften Abschnitts 42 mit nach unten gestufter Struktur angeordnet. In dem Fall der voranstehend erwähnten [Position b2] ist ein Spalt (ein Teil des Abschnitts 48 niedriger Stufe auf der Seite niedrigen Drucks) in der Strömungsrichtung X zwischen dem Abschnitt, der das Ende des gestuften Abschnitts 42 nach unten gestufter Struktur auf der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung und das Ende des gestuften Abschnitts 42 nach unten gestufter Struktur auf der Seite X2 niedrigen Drucks ist, und dem Abschnitt, der das Ende der ringförmigen Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe auf der Seite X1 hohen Drucks und dem Ende der ringförmigen Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe auf der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung ausgebildet ist.
In der Position, die das Ende der ringförmigen Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe auf der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung und das Ende der ringförmigen Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe auf der Seite X2 niedrigen Drucks ist, ist die Position der Strömungsrichtung X eine beliebige der folgenden [Position c1] bis [Position c5]. [Position c1]: Auf der Seite X1 hohen Drucks relativ zu dem distalen Ende (am Ende auf der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung) der seitlichen Oberfläche 53a auf der Seite hohen Drucks. [Position c2]: Die gleiche (oder im Wesentlichen die gleiche) Position der Strömungsrichtung als das distale Ende der seitlichen Oberfläche 53a auf der Seite hohen Drucks. [Position c3]: Auf der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu dem distalen Ende der seitlichen Oberfläche 53a auf der Seite hohen Drucks und auf der Seite X1 hohen Drucks relativ zu dem distalen Ende der seitlichen Oberfläche 53b auf der Seite niedrigen Drucks. [Position c4]: Die gleiche (oder im Wesentlichen die gleiche) Position der Strömungsrichtung X als das distale Ende der seitlichen Oberfläche 53b auf der Seite niedrigen Drucks. [Position c5]: Auf der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu der seitlichen Oberfläche 53b auf der Seite niedrigen Drucks.
Die ringförmige Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe ist eine ringförmige Form, die sich auf der Drehachse A zentriert (siehe die 1). In dem Drehachsenquerschnitt ist die Form des Abschnitts (das Innere der ringförmigen Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe), der durch die ringförmige Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe umgeben ist, die gleiche (oder im Wesentlichen die gleiche) wie die Form des Abschnitts, der durch die ringförmige Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe umgeben ist, und weist eine rechteckige Form auf. In der 2 ist das Ende des „durch die ringförmige Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe umgebenen Abschnitt“ auf der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung durch eine Zweipunkt-Strich-Linie gezeigt. In dem in der 2 dargestellten Beispiel ist der durch die ringförmige Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe umgebene Abschnitt größer als der durch die ringförmige Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe umgebene Abschnitt. Ähnlich zu der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe hat die ringförmige Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe eine seitliche Oberfläche 72a auf der Seite hohen Drucks, die eine seitliche Oberfläche der Seite X1 hohen Drucks ist, eine seitliche Oberfläche 72b auf der Seite niedrigen Drucks, die eine seitliche Oberfläche der Seite X2 niedrigen Drucks ist, und eine Bodenoberfläche 72c. In dem Drehachsenquerschnitt weisen die seitliche Oberfläche 72a auf der Seite hohen Drucks und der gestufte Abschnitt 42 mit der nach unten gestuften Struktur eine lineare Form auf, die sich in der zugewandten Richtung Y erstreckt.
Struktur 30a und Struktur 30b
In der Labyrinthdichtung 30 ist der Abschnitt, in dem der Raum 25a der Seite mit der nach oben gestuften Struktur ausgebildet ist, als die Struktur 30a auf der Seite mit der nach oben gestuften Struktur definiert. Die Struktur 30a auf der Seite mit der nach oben gestuften Struktur hat zwei Flossen 50 (erste Flosse 51 und zweite Flosse 52), den gestuften Abschnitt 41 mit nach oben gestufter Struktur und die ringförmige Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe. In der Labyrinthdichtung 30 ist der Abschnitt, wo der Raum 25b auf der Seite mit der nach unten gestuften Struktur ausgebildet ist, als eine Struktur 30b auf der Seite mit nach unten gestufter Struktur definiert. Die Struktur 30b auf der Seite mit nach unten gestufter Struktur hat zwei Flossen 50 (zweite Flosse 52, und dritte Flosse 53), den gestuften Abschnitt 42 mit nach unten gestufter Struktur und die ringförmige Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe.
Wie in der 1 dargestellt ist, ist die Labyrinthdichtung 130 konfiguriert, nahezu ähnlich zu der Labyrinthdichtung 30 zu sein. Der Unterschied zwischen der Labyrinthdichtung 130 und der Labyrinthdichtung 30 ist wie folgt. Wie in der 2 dargestellt ist, ist in der Labyrinthdichtung 30 die Flosse 50 in dem stationären Körper 10 bereitgestellt, und der gestufte Abschnitt 40 und die ringförmige Nut 70 sind in dem drehenden Körper 20 bereitgestellt. Andererseits ist in der Labyrinthdichtung 130 (siehe die 1) die Flosse 50 in dem drehenden Körper 20 bereitgestellt, und der gestufte Abschnitt 40 und die ringförmige Nut 70 sind in dem stationären Körper 10 bereitgestellt.
Erstes Element und zweites Element
Das „erste Element“ ist ein Element, in dem die Flosse 50 bereitgestellt ist. Das erste Element ist der stationäre Körper 10 in der Labyrinthdichtung 30 und ist der drehende Körper 20 in der Labyrinthdichtung 130 (siehe die 1). Das „zweite Element“ ist ein Element, in dem der gestufte Abschnitt 40 und die ringförmige Nut 70 bereitgestellt sind. Das zweite Element ist der drehende Körper 20 in der Labyrinthdichtung 30 und ist der stationäre Körper 10 in der Labyrinthdichtung 130 (siehe die 1).
Strömung des Fluids
Das durch den Spalt 25 strömende Fluid, das in der 2 dargestellt ist, strömt wie folgt. Das Fluid tritt durch den Spalt δ1 von der Seite X1 hohen Drucks relativ zu der ersten Flosse 51 ein und strömt in den Raum 25a auf der Seite mit der nach oben gestuften Struktur und bildet den Wirbel V1. Der Wirbel V1 wird ausgebildet wie folgt. Das Fluid strömt gerade (oder strömt im Wesentlichen gerade) zu der Seite X2 niedrigen Drucks im Wesentlichen entlang der Oberfläche (der Oberfläche auf der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung) des Abschnitts 46 niedriger Stufe auf der Seite hohen Drucks, berührt (stößt damit zusammen) den gestuften Abschnitt 41 mit der nach oben gestuften Struktur, und strömt (verschiebt sich) zu der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung. Diese Strömung gerät mit der Oberfläche des stationären Körpers 10 auf der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung in Berührung und strömt zu der Seite X1 hohen Drucks im Wesentlichen entlang der Oberfläche des stationären Körpers 10 auf der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung. Außerdem gerät diese Strömung mit der ersten Flosse 51 in Berührung, um zu der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung im Wesentlichen entlang der ersten Flosse 51 zu strömen, und gerät mit dem Abschnitt 46 niedriger Stufe auf der Seite hohen Drucks in Berührung, um zu der Seite X2 niedrigen Drucks zu strömen. Dann wird der Wirbel V1 ausgebildet.
Das mit dem gestuften Abschnitt 41 mit der nach oben gestuften Struktur in Berührung geratende und zu der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung strömende Fluid verzweigt sich in den Wirbel V1 und den Wirbel V2 auf der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu dem Wirbel V1. Der Wirbel V2 wird ausgebildet wie folgt. Das von dem Wirbel V1 verzweigte Fluid gerät mit der Oberfläche des stationären Körpers 10 auf der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung in Berührung, um im Wesentlichen entlang der Oberfläche des stationären Körpers 10 auf der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung zu der Seite X2 niedrigen Drucks zu strömen und gerät mit der seitlichen Oberfläche 52a auf der Seite hohen Drucks der zweiten Flosse 52 in Berührung, um im Wesentlichen entlang der seitlichen Oberfläche 52a auf der Seite hohen Drucks zu der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung zu strömen. Diese Strömung strömt in die ringförmige Nut 71 mit dem hohen gestuften Abschnitt und strömt im Wesentlichen entlang der inneren Oberfläche der ringförmigen Nut 71 mit dem hohen gestuften Abschnitt. Diese Strömung strömt zu der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung im Wesentlichen entlang der seitlichen Oberfläche 71b auf der Seite niedrigen Drucks, strömt zu der Seite X1 hohen Drucks im Wesentlichen entlang der Bodenoberfläche 71c, strömt zu der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung im Wesentlichen entlang der seitlichen Oberfläche 71a auf der Seite hohen Drucks und strömt aus der ringförmigen Nut 71 des hohen gestuften Abschnitts. Dann wird der Wirbel V2 ausgebildet.
Das zu der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung im Wesentlichen entlang der seitlichen Oberfläche 52a auf der Seite hohen Drucks strömende Fluid verzweigt sich in den Wirbel V2 und eine Zweigströmung F1, die eine Strömung zu dem Spalt δ2 ist. Die Zweigströmung F1 geht durch den Spalt δ2 durch und strömt zu der Seite X2 niedrigen Drucks, strömt aus dem Raum 25a auf der Seite mit der nach oben gestuften Struktur heraus (Ausfließen), und strömt in den Raum 25b auf der Seite mit der nach unten gestuften Struktur.
Das zu der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung im Wesentlichen entlang der seitlichen Oberfläche 52a auf der Seite hohen Drucks strömende Fluid strömt in die ringförmige Nut 71 des Abschnitts hoher Stufe, so dass die Strömungsrate der Zweigströmung F1 reduziert ist. Somit ist die Ausströmrate des Fluids von dem Raum 25a auf der Seite mit der nach oben gestuften Struktur reduziert. Zusätzlich wird die Reibung zwischen den Fluiden durch den Wirbel V1 und den Wirbel V2 erzeugt, die in dem Raum 25a auf der Seite mit nach oben gestufter Struktur ausgebildet sind, und der Energieverlust des Fluids tritt auf, so dass die Ausströmrate des Fluids von dem Raum 25a auf der Seite mit der nach oben gestuften Struktur reduziert ist. Die Reibung zwischen den Fluiden schließt die Reibung zwischen den Fluiden und die Reibung zwischen dem Fluid und einer Wandoberfläche ein. Die Wandoberfläche kann als ein Fluid mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 0 betrachtet werden. Zum Beispiel ist als die Wandoberfläche die Oberfläche der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe beispielhaft anzusehen.
Die Zweigströmung F1 strömt in den Raum 25b auf der Seite mit nach unten gestufter Struktur und bildet eine Hauptströmung F2. Zuerst strömt die Hauptströmung F2 gerade (oder strömt im Wesentlichen gerade) (im Folgenden das Gleiche) zu der Seite X2 niedrigen Drucks im Wesentlichen entlang der Oberfläche (der Oberfläche auf der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung) des Abschnitts 47 hoher Stufe. Als Nächstes strömt die Hauptströmung F2 gerade zu der Seite X2 niedrigen Drucks sogar, obwohl sie von der Oberfläche des Abschnitts 47 hoher Stufe getrennt ist.
Eine Teilströmung der Hauptströmung F2 bildet den Wirbel V3. Der Wirbel V3 wird ausgebildet wie folgt. Die Teilströmung der Hauptströmung F2 gerät mit der dritten Flosse 53 in Berührung und verzweigt sich (verschiebt sich) zu der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung von der Hauptströmung F2. Diese Strömung strömt zu der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung im Wesentlichen entlang der seitlichen Oberfläche 53a auf der Seite hohen Drucks, um mit der Oberfläche des stationären Körpers 10 auf der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung in Berührung zu geraten, und strömt im Wesentlichen entlang der Oberfläche des stationären Körpers 10 auf der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung zu der Seite X1 hohen Drucks, um mit der seitlichen Oberfläche 52b auf der Seite niedrigen Drucks der zweiten Flosse 52 in Berührung zu geraten. Diese Strömung strömt zu der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung im Wesentlichen entlang der seitlichen Oberfläche 52b auf der Seite niedrigen Drucks. Diese Strömung vereinigt die Hauptströmung F2 oder strömt zu der Seite X2 niedrigen Drucks nahe der Hauptströmung F2. Dann wird der Wirbel V3 ausgebildet.
Die Teilströmung der Hauptströmung F2 gerät mit der seitlichen Oberfläche 53a auf der Seite hohen Drucks der dritten Flosse 53 in Berührung und verschiebt sich zu der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung. An einem Verzweigungspunkt B verzweigt sich diese Strömung in eine Zweigströmung F3 im Wesentlichen entlang der seitlichen Oberfläche 72b auf der Seite niedrigen Drucks und eine Zweigströmung F4, die zu dem Spalt δ3 strömt.
Die Zweigströmung F3 bildet den Wirbel V4, der in der ringförmigen Nut 72 des Abschnitts niedriger Stufe strömt oder Ähnlichem. Der Wirbel V4 wird ausgebildet, wie folgt. Der Wirbel V4 strömt im Wesentlichen entlang der inneren Oberfläche der ringförmigen Nut 72 des Abschnitts niedriger Stufe. Die Zweigströmung F3 strömt zu der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung im Wesentlichen entlang der seitlichen Oberfläche 72b auf der Seite niedrigen Drucks, strömt zu der Seite X1 hohen Drucks im Wesentlichen entlang der Bodenoberfläche 72c, und strömt zu der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung im Wesentlichen entlang der seitlichen Oberfläche 72a hohen Drucks. Dieses Fluid vereinigt sich mit der Hauptströmung F2 oder strömt zu der Seite X2 niedrigen Drucks nahe der Hauptströmung F2. Dann wird der Wirbel V4 ausgebildet. Die Form des Wirbels V4 in dem Drehachsenquerschnitt ist von einer annähernd kreisförmigen Form. Die Form des Wirbels V4 in dem Drehachsenquerschnitt kann eine flache und annähernd kreisförmige Form (annähernd elliptische Form) sein, in der die Breite in der Strömungsrichtung X größer als die Breite in der zugewandten Richtung Y ist, und kann eine annähernd kreisförmige Form sein, in der die Breite in der zugewandten Richtung Y größer als die Breite der Strömungsrichtung X ist.
Die Zweigströmung F4 geht durch den Spalt δ3 durch und strömt zu der Seite X2 niedrigen Drucks und strömt aus dem Raum 25b auf der Seite mit der nach unten gestuften Struktur aus (Ausströmen).
Die Zweigströmung F3 strömt in die ringförmige Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe so, dass die Strömungsrate der Zweigströmung F4 reduziert ist. Somit ist die Ausströmrate des Fluids von dem Raum 25b auf der Seite mit der nach unten gestuften Struktur reduziert. Zusätzlich wird die Reibung zwischen den Fluiden durch den Wirbel V4 erzeugt, und der Energieverlust des Fluids tritt auf, so dass die Ausströmrate des Fluids von dem Raum 25b auf der Seite mit nach unten gestufter Struktur reduziert ist. Die Reibung zwischen Fluiden schließt die Reibung zwischen Fluiden und die Reibung zwischen dem Fluid und der Wandoberfläche ein. Die Wandoberfläche kann als ein Fluid mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 0 betrachtet werden. Zum Beispiel sind als die Wandoberfläche die Oberflächen (eine seitliche Oberfläche 72a auf der Seite hohen Drucks, eine Bodenoberfläche 72c und eine seitliche Oberfläche 72b auf der Seite niedrigen Drucks) der ringförmigen Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe beispielhaft zu sehen.
Abmessung
Wenn die ringförmige Nut 70 in zumindest einem Teil des Bereichs auf der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu dem gestuften Abschnitt 41 mit der nach oben gestuften Struktur und auf der Seite X1 hohen Drucks relativ zu der dritten Flosse 53 bereitgestellt ist, wird die Wirkung (um die Ausströmrate zu reduzieren) ausgehend von der ringförmigen Nut 70 erhalten. Außerdem kann die Wirkung ausgehend von der ringförmigen Nut 70 weiter durch das Erfüllen der folgenden Bedingungen verbessert werden.
Bevorzugte Bewegungen betreffend die ringförmige Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe.
Wie in der 3 dargestellt ist, weisen in dem Drehachsenquerschnitt die Abmessungen in der Strömungsrichtung X einen Abstand La, einen Abstand Ga, eine Öffnungsbreite Wa, einen Abstand Ea und eine Dicke Ta auf. Diese Abmessungen sind definiert, wie folgt.
Der Abstand La ist ein Abstand (Minimalabstand, Abstand dazwischen) in der Strömungsrichtung X von dem gestuften Abschnitt 41 mit der nach oben gestuften Struktur zu dem Abschnitt, der das Ende der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe auf der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung wie auch als das Ende der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe auf der Seite X2 niedrigen Drucks ist. In einem Fall, in dem der gestufte Abschnitt 41 mit der nach oben gestuften Struktur eine Breite in der Strömungsrichtung X aufweist, ist zum Beispiel der gestufte Abschnitt 41 mit nach oben gestufter Struktur relativ zu der zugewandten Richtung Y geneigt. In diesem Fall ist der Anfangspunkt des Abstands La auf der Seite X1 hohen Drucks der Abschnitt, der das Ende des gestuften Abschnitts 41 mit der nach oben gestuften Struktur auf der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung und das Ende des gestuften Abschnitts 41 mit der nach oben gestuften Struktur auf der Seite X2 niedrigen Drucks ist (das Gleiche gilt ebenfalls für den Abstand Ga und den Abstand Ea). In dieser Ausführungsform ist der Abstand La ein Abstand in der Strömungsrichtung X von dem gestuften Abschnitt 41 mit der nach oben gestuften Struktur zu der seitlichen Oberfläche 71b auf der Seite niedrigen Drucks.
Der Abstand Ga ist ein Abstand (Minimalabstand) in der Strömungsrichtung X von dem gestuften Abschnitt 41 mit der nach oben gestuften Struktur zu dem Abschnitt, der das distale Ende der zweiten Flosse 52 wie auch das Ende der zweiten Flosse 52 auf der Seite X1 hohen Drucks ist. In dieser Ausführungsform ist der Abstand Ga ein Abstand in der Strömungsrichtung X von dem gestuften Abschnitt 41 mit der nach oben gestuften Struktur zu der seitlichen Oberfläche 52a auf der Seite hohen Drucks.
Die Öffnungsbreite Wa ist eine Breite der Öffnung der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe in der Strömungsrichtung X. Noch genauer ist die Öffnungsbreite Wa eine Breite des Endes der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe auf der Seite Y1 der zugewandten Richtung in der Strömungsrichtung X. Der Abstand Ea ist ein Abstand in der Strömungsrichtung X von dem gestuften Abschnitt 41 mit der nach oben gestuften Struktur zu dem Abschnitt, der das Ende der seitlichen Oberfläche 71a auf der Seite hohen Drucks auf der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung wie auch das Ende der seitlichen Oberfläche 71a auf der Seite hohen Drucks der Seite X1 hohen Drucks ist. Der Abstand Ea ist ein Abstand, der durch Subtrahieren der Öffnungsbreite Wa von dem Abstand La erhalten wird.
Die Dicke Ta ist eine Breite des distalen Endes der zweiten Flosse 52 in der Strömungsrichtung X. Hierin ist „das distale Ende der zweiten Flosse 52“ ein Abschnitt, wo die Zweigströmung F1 (siehe die 2) direkt in Berührung geraten kann. In dem in der 7 dargestellten Beispiel gerät die Zweigströmung F1 nicht direkt mit der seitlichen Oberfläche 52b auf der Seite niedrigen Drucks in Berührung. Somit ist die seitliche Oberfläche 52b auf der Seite niedrigen Drucks nicht in der Bedeutung des „distalen Endes der Flosse 52“ eingeschlossen.
Wie aus der 3 ersichtlich ist, weisen in dem Drehachsenquerschnitt die Abmessungen in der zugewandten Richtung Y eine Höhe Ha und eine Tiefe Da auf. Diese Abmessungen sind definiert, wie folgt.
Die Höhe Ha ist eine Breite des gestuften Abschnitts 41 mit der nach oben gestuften Struktur in der zugewandten Richtung Y. Noch genauer ist die Höhe Ha ein Abstand in der zugewandten Richtung Y zwischen dem Ende der Oberfläche (der Oberfläche auf der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung) des Abschnitts 46 mit niedriger Stufe auf der Seite hohen Drucks auf der Seite X2 niedrigen Drucks und dem Ende der Oberfläche (die Oberfläche auf der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung) des Abschnitts 47 hoher Stufe auf der Seite X1 hohen Drucks.
Die Tiefe Da ist eine Breite der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe in der zugewandten Richtung Y. Noch genauer ist die Tiefe Da ein Abstand in der zugewandten Richtung Y zwischen dem Ende (zum Beispiel der Bodenoberfläche 71c) der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe auf der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung und der Oberfläche (die Oberfläche der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung) des Abschnitts 47 hoher Stufe.
Bevorzugte Bedingungen betreffend die Öffnungsbreite Wa und den Abstand Ea
Wenn die Öffnungsbreite Wa erhöht wird, ist es wahrscheinlich, dass der Wirbel V2 (siehe die 2) in die ringförmige Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe einströmt, und der Wirbel V2 kann groß ausgebildet werden. Als ein Ergebnis kann der Energieverlust weiter erhöht werden. Zum Beispiel ist es bevorzugt, das Verhältnis „Wa/Ga > 0,2“ zu erfüllen. Wenn zusätzlich der Abstand Ea reduziert ist, kann der Wirbel V2 groß ausgebildet werden. Als Ergebnis kann der Energieverlust weiter verbessert werden. Zum Beispiel ist es bevorzugt, das Verhältnis „Ea/Ga < 0,8“ zu erfüllen.
Bevorzugte Bedingungen betreffend den Abstand Ga und den Abstand Ga und den Abstand La
Bevorzugt ist die Position der seitlichen Oberfläche 71b der Seite niedrigen Drucks in der Strömungsrichtung X die gleiche Position (auf der gleichen Oberfläche) wie die Position der seitlichen Oberfläche 52a auf der Seite hohen Drucks in der Strömungsrichtung X oder liegt auf der Seite X2 niedrigen Drucks davon (bevorzugt Ga ≤ La). Wie in der 2 dargestellt ist, ist es wahrscheinlich, wenn das Verhältnis „Ga ≤ La“ erfüllt ist, dass der zu der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung entlang der zweiten Flosse 52 strömende Wirbel V2 in die ringförmige Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe strömt, und die Strömungsrate der Zweigströmung F1 kann reduziert werden. Da es wahrscheinlich ist, dass dieses Fluid in die ringförmige Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe strömt, kann die Strömungsgeschwindigkeit des Wirbels V2 erhöht werden, und als ein Ergebnis kann der Energieverlust erhöht werden.
Die Position der seitlichen Oberfläche 52a der Seite hohen Drucks, die Position der seitlichen Oberfläche 71b der Seite niedrigen Drucks und die Ausströmrate werden durch CFD-(Rechner gestützte Fluiddynamik-)Analyse unterstützt. Als ein Ergebnis wird herausgefunden, dass die Ausströmrate abhängig von La/Ga abhängig ist, wie aus der 4 ersichtlich ist. „Das Vergleichsbeispiel“ der 4 ist der Fall einer Labyrinthdichtung, die die ringförmige Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe nicht hat, die in der 2 dargestellt ist. In dem in der 4 gezeigten Diagramm ist die Einheit der Ausströmrate der vertikalen Achse dimensionslos eingestellt, und insbesondere ist die Ausströmrate in dem Vergleichsbespiel auf 1 eingestellt (das Gleiche gilt für die 5).
Wenn die seitliche Oberfläche 52a auf der Seite hohen Drucks, die in der 2 dargestellt ist, zu weit von der Seite X1 hohen Drucks relativ zu der seitlichen Oberfläche 71b niedrigen Drucks entfernt ist, ist es weniger wahrscheinlich, dass das entlang der zweiten Flosse 52 in der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung strömende Fluid in die ringförmige Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe strömt. Als Ergebnis ist die Wirkung des Reduzierens der Ausströmrate reduziert. Wenn zusätzlich die seitliche Oberfläche 71b der Seite niedrigen Drucks zu weit entfernt zu der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu der seitlichen Oberfläche 52a der Seite hohen Drucks liegt, ist der Spalt δ2 zwischen der zweiten Flosse 52 und dem drehenden Körper 20 vergrößert. Somit ist es wahrscheinlich, dass das Fluid durch den Spalt δ2 durch geht, und die Wirkung des Reduzierens der Ausströmrate ist reduziert.
Wie es aus 4 ersichtlich ist, ist es diesbezüglich bevorzugt, das Verhältnis „0 < La/Ga < 1,2 + Ta/Ga“ zu erfüllen. In diesem Fall kann die Ausströmrate zuverlässig im Vergleich mit dem Fall des Vergleichsbeispiels reduziert werden. Zusätzlich ist es bevorzugter, das Verhältnis „0,6 < La/Ga < 1,2 + Ta/Ga“ zu erfüllen. In diesem Fall kann die Ausströmrate weiter reduziert werden.
Bevorzugte Bedingungen betreffend die Höhe Ha und die Tiefe Da
Die Höhe Ha, die Tiefe Da und die Ausströmrate, die in der 3 dargestellt sind, wurden durch die CFD-Analyse untersucht. Als ein Ergebnis wurde herausgefunden, dass die Ausströmrate sich abhängig von Da/Ha ändert, wie aus der 5 ersichtlich ist. Wenn die in der 3 dargestellte Tiefe Da klein ist, wird die Strömung des Wirbels V2, der in der Lage ist, in die ringförmige Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe zu strömen, die in der 2 dargestellt ist, klein, und die Strömungsrate der Zweigströmung F1 wird erhöht, und somit wird die Ausströmrate erhöht. Diesbezüglich ist es bevorzugt, das Verhältnis „0,6 < Da/Ha“ zu erfüllen, wie aus der 5 ersichtlich ist. In diesem Fall kann die Ausströmrate zuverlässig im Vergleich mit dem Fall des Vergleichsbeispiels reduziert werden. Wenn das Verhältnis „0 < Da/Ha“ erfüllt ist, wird die Wirkung des Reduzierens der Ausströmrate im Vergleich mit dem Fall des Vergleichsbeispiels erhalten.
Bevorzugte Bedingungen betreffend die ringförmige Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe
Wie aus der 3 ersichtlich ist, weisen in dem Drehachsenquerschnitt die Abmessungen in der Strömungsrichtung X einen Abstand Gb, einen Abstand Lb und eine Öffnungsbreite Wb auf. Diese Abmessungen sind definiert, wie folgt.
Der Abstand Gb ist ein Abstand (Minimalabstand) in der Strömungsrichtung X von dem gestuften Abschnitt 42 mit der nach unten gestuften Struktur zu dem Abschnitt, der das distale Ende der dritten Flosse 53 ist, wie auch das Ende der dritten Flosse 53 auf der Seite X1 hohen Drucks. In einem Fall, in dem der gestufte Abschnitt 42 mit der nach unten gestuften Struktur eine Breite in der Strömungsrichtung X aufweist, ist der Anfangspunkt des Abstands Gb auf der Seite X1 hohen Drucks, der das Ende des gestuften Abschnitts 42 mit der nach unten gestuften Struktur auf der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung und das Ende des gestuften Abschnitts 42 mit der nach unten gestuften Struktur auf der Seite X2 niedrigen Drucks ist (siehe die 10) (das Gleiche gilt für den Anfangspunkt des Abstands Lb auf der Seite X1 hohen Drucks). Wie der Fall, in dem der gestufte Abschnitt 42 mit der nach unten gestuften Struktur eine Breite in der Strömungsrichtung X aufweist, schließen Beispiele davon einen Fall ein, in dem der gestufte Abschnitt 42 mit der nach unten gestuften Struktur relativ zu der zugewandten Richtung Y geneigt ist. In dieser Ausführungsform ist der Abstand Gb ein Abstand in der Strömungsrichtung X von dem gestuften Abschnitt 42 mit der nach unten gestuften Struktur zu der seitlichen Oberfläche 53a auf der Hochdruckseite.
Der Abstand Lb ist ein Abstand (Minimalabstand) in der Strömungsrichtung X von dem gestuften Abschnitt 42 mit der nach unten gestuften Struktur zu dem Abschnitt, der das Ende der ringförmigen Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe auf der anderen Seite Y1 der zugewandten Richtung wie auch das Ende der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt niedriger Stufe auf der Seite X2 niedrigen Drucks ist. In dieser Ausführungsform ist der Abstand Lb ein Abstand in der Strömungsrichtung X von dem gestuften Abschnitt 42 mit der nach unten gestuften Struktur zu der seitlichen Oberfläche 72b auf der Seite niedrigen Drucks.
Die Öffnungsbreite Wb ist eine Breite der Öffnung der ringförmigen Nut 72 des Abschnitts niedriger Stufe in der Strömungsrichtung X. Noch genauer ist die Öffnungsbreite Wb die Breite des Endes der ringförmigen Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe auf der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung in der Strömungsrichtung X. In dieser Ausführungsform ist die Öffnungsbreite Wb gleich zu dem Abstand Lb. Aus diesem Grund können in den folgenden bevorzugten Bedingungen betreffend den Abstand Lb der „Abstand Lb“ mit der „Öffnungsbreite Wb“ ausgetauscht werden.
Bevorzugte Bedingungen betreffend den Abstand Gb und den Abstand Lb
Der Abstand Gb und der Abstand Lb wurden durch die CFD-Analyse untersucht. Als ein Ergebnis wurde herausgefunden, dass die Ausströmrate abhängig von Gb geändert wurde, wie aus der 6 ersichtlich ist. Hierin wird die Ausströmrate, wenn der Abstand Gb geändert wird, verschiedentlich untersucht, ohne die Position der ringförmigen Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe zu ändern, die in der 3 dargestellt ist (ohne den Abstand Lb zu ändern). Wenn zusätzlich der Abstand Gb gleich dem Abstand Lb ist, wird der Abstand Gb auf 1 eingestellt. Das „Vergleichsbeispiel“ der 6 ist der Fall einer Labyrinthdichtung, die die ringförmige Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe nicht hat, die in der 3 dargestellt ist. In dem Vergleichsbeispiel wird, wenn die dritte Flosse 53 sich dem gestuften Abschnitt 42 mit der nach unten gestuften Struktur annähert, nämlich Gb wird kleiner, die Ausströmrate reduziert. In dem in der 6 gezeigten Diagramm ist die Einheit der Ausströmrate der vertikalen Achse dimensionslos eingestellt. Hierin in dieser Ausführungsform wird, wenn der Abstand Gb dem Abstand Lb gleich ist, der Abstand Gb auf 1 eingestellt, und somit ist das Verhältnis zwischen Gb und der aus der 6 ersichtlichen Ausströmrate gleich dem Verhältnis zwischen Gb/Lb und der Ausströmrate. Deswegen kann in dieser Ausführungsform das Gb der horizontalen Achse des aus der 6 ersichtlichen Diagramms mit Gb/Lb ausgetauscht werden.
Wenn der in der 3 dargestellte Abstand Lb auch kleiner als der Abstand Gb ist, nämlich die seitliche Oberfläche 72b auf der Seite niedrigen Drucks zu weit von der Seite X1 hohen Drucks relativ zu der seitlichen Oberfläche 53a auf der Seite hohen Drucks entfernt ist, entsteht das folgende Problem. In diesem Fall ist es weniger wahrscheinlich, dass das durch den Zweigpunkt B in der 2 dargestellt ist, strömende Fluid in die ringförmige Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe strömt, und die Strömungsrate der Zweigströmung F4 wird erhöht, und somit wird die Wirkung des Reduzierens der Ausströmrate reduziert. Wenn zusätzlich der Abstand Lb, der in der 3 dargestellt ist, größer als der Abstand Gb ist, nämlich die seitliche Oberfläche 72b auf der Seite niedrigen Drucks ist auch zu weit zu der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu der seitlichen Oberfläche 53a auf der Seite hohen Drucks entfernt, entsteht das folgende Problem. Da in diesem Fall der Spalt δ3 zwischen dem distalen Ende der dritten Flosse 53 und dem Abschnitt 48 niedriger Stufe auf der Seite niedrigen Drucks, der in der 2 dargestellt ist, groß wird, ist es wahrscheinlich, dass das Fluid durch den Spalt δ3 strömt, und die Wirkung des Reduzierens der Ausströmrate ist reduziert.
In diesem Bezug ist es bevorzugt, das Verhältnis „0,78 < Gb/Lb < 1,14“ zu erfüllen, wie aus der 6 ersichtlich ist. In diesem Fall kann die Ausströmrate zuverlässig im Vergleich mit dem Fall des Vergleichsbeispiels reduziert werden. Zusätzlich ist Gb/Lb bevorzugter von ungefähr 0,8 bis 1 (0,8 oder mehr und 1 oder weniger). Es ist außerdem noch bevorzugter, die Position der seitlichen Oberfläche 72b auf der Seite niedrigen Drucks in der Strömungsrichtung X und die Position der seitlichen Oberfläche 53a auf der Seite hohen Drucks in der Strömungsrichtung X auf im Wesentlichen die gleiche Position einzustellen. Wenn Gb/Lb von ungefähr 0,8 bis 1 liegt, kann die Wirkung des Reduzierens der Ausströmrate im Vergleich mit dem Fall verbessert werden, in dem Gb/Lb kleiner als 0,8 oder größer als 1 ist. G/L kann so eingestellt werden, um das Verhältnis „Gb/Lb < 1,14“ zu erfüllen. Die voranstehend beschriebene Analyse wird in einem Fall durchgeführt, in dem die Seite der Drehachse A (siehe die 1) die Seite X2 niedrigen Drucks ist, und die von der Drehachse A entfernte Seite die Seite X1 hohen Drucks ist (das heißt der Fall, in dem die drehende Maschine 1 ein Verdichter ist). Solange die Struktur der Labyrinthdichtung 30 ähnlich ist, wird andererseits berücksichtigt, dass die gleiche Wirkung ebenfalls in einem Fall erhalten werden kann, in dem die Seite der Drehachse A die Seite X1 hohen Drucks ist, und die von der Drehachse A entfernte Seite die Seite X2 niedrigen Drucks ist (das heißt, der Fall, in dem die drehende Maschine 1 ein Expander (Entspannungsmaschine) ist.
Erste Wirkung der Erfindung
Die Wirkung, die durch die in der 2 dargestellte Labyrinthdichtung 30 erhalten wird, ist wie folgt. Die Labyrinthdichtung 30 ist in der drehenden Maschine 1 bereitgestellt. Die drehende Maschine 1 hat den stationären Körper 10, den drehenden Körper 20 und den Spalt 25. Der drehende Körper 20 ist zu dem stationären Körper 10 zugewandt. Der Spalt 25 ist zwischen dem stationären Körper 10 und dem drehenden Körper 20 ausgebildet. Der Spalt 25 ist konfiguriert, es einem Fluid zu ermöglichen, in der Strömungsrichtung X von der Seite X1 hohen Drucks zu der Seite X2 niedrigen Drucks zu strömen. Die Strömungsrichtung X ist eine Richtung rechtwinklig zu der zugewandten Richtung Y. Die zugewandte Richtung Y ist eine Richtung, wo der stationäre Körper 10 zu dem drehenden Körper 20 zugewandt ist. In der zugewandten Richtung Y ist die Seite des stationären Körpers 10 relativ zu dem drehenden Körper 20 als die eine Seite Y1 der zugewandten Richtung definiert. In der zugewandten Richtung Y ist die Seite des drehenden Körpers 20 relativ zu dem stationären Körper 10 als die andere Seite Y2 der zugewandten Richtung definiert. Die Labyrinthdichtung 30 hat den gestuften Abschnitt 40, die Flosse 50 und die ringförmige Nut 70. Der gestufte Abschnitt 40 ist in einem Abschnitt des drehenden Körpers 20 auf der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung ausgebildet. Die Flosse 50 erstreckt sich von einem Abschnitt des stationären Körpers 10 auf der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung zu der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung. Die ringförmige Nut 70 ist in einem Abschnitt des drehenden Körpers 20 auf der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung ausgebildet.
[Konfiguration 1-1]
Der gestufte Abschnitt 40 hat den gestuften Abschnitt 41 mit der nach oben gestuften Struktur, der zu der Seite X1 hohen Drucks zugewandt ist, und den gestuften Abschnitt 42 mit der nach unten gestuften Struktur, der zu der Seite X2 niedrigen Drucks zugewandt ist. In dem gestuften Abschnitt 41 mit der nach oben gestuften Struktur und dem gestuften Abschnitt 42 mit der nach unten gestuften Struktur ist der auf der Seite X1 hohen Drucks angeordnete gestufte Abschnitt als der gestufte abschnitt auf der Seite X1 hohen Drucks (in dieser Ausführungsform der gestufte Abschnitt 41 mit der nach oben gestuften Struktur) definiert, und der auf der Seite X2 niedrigen Drucks angeordnete gestufte Abschnitt ist als der gestufte Abschnitt auf der Seite X2 niedrigen Drucks definiert (in dieser Ausführungsform der gestufte Abschnitt 42 mit der nach unten gestuften Struktur).
[Konfiguration 1-2]
Die Flosse 50 hat die erste Flosse 51, die zweite Flosse 52 und die dritte Flosse 53. Die erste Flosse 51 ist auf der Seite X1 hohen Drucks relativ zu dem gestuften Abschnitt auf der Seite X1 hohen Drucks (dem gestuften Abschnitt 41 mit der nach oben gestuften Struktur) angeordnet. Die zweite Flosse 52 ist auf der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu dem gestuften Abschnitt auf der Seite X1 hohen Drucks (gestufter Abschnitt 41 mit der nach oben gestuften Struktur) wie auch auf der Seite X1 hohen Drucks relativ zu dem gestuften Abschnitt auf der Seite X2 niedrigen Drucks (gestufter Abschnitt 42 mit der nach unten gestuften Struktur) angeordnet. Die dritte Flosse 53 ist auf der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu dem gestuften Abschnitt auf der Seite X2 niedrigen Drucks (gestufter Abschnitt 42 mit der nach unten gestuften Struktur) angeordnet.
[Konfiguration 1-3]
Die ringförmige Nut 70 ist in zumindest einem Teil eines Bereichs auf der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu dem gestuften Abschnitt auf der Seite X1 hohen Drucks (gestufter Abschnitt 41 mit der nach oben gestuften Struktur) wie auch auf der Seite X1 hohen Drucks relativ zu der dritten Flosse 53 angeordnet.
Die Labyrinthdichtung 30 hat hauptsächlich die voranstehend beschriebene [Konfiguration 1-1] und [Konfiguration 1-2]. Deswegen wird der Wirbel V2 auf der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu dem gestuften Abschnitt (gestufter Abschnitt 41 mit der nach oben gestuften Struktur) wie auch auf der Seite X1 hohen Drucks relativ zu der zweiten Flosse 52 erzeugt. Zusätzlich wird der Wirbel V4 auf der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu dem gestuften Abschnitt auf der Seite X2 niedrigen Drucks (gestufter Abschnitt 42 mit der nach unten gestuften Struktur) wie auch auf der Seite X1 hohen Drucks relativ zu der dritten Flosse 53 erzeugt. Diesbezüglich hat die Labyrinthdichtung 30 die voranstehend beschriebene [Konfiguration 1-3]. Deswegen strömt der Wirbel V (zumindest einer aus dem Wirbel V2 und dem Wirbel V4) in die ringförmige Nut 70. Deswegen kann im Vergleich mit einem Fall, in dem die ringförmige Nut 70 nicht bereitgestellt ist, der Wirbel V ausgedehnt werden, die Strömungsrate des Wirbels V kann erhöht werden, und die Strömungsgeschwindigkeit des Wirbels V kann erhöht werden. Deswegen kann die Reibung zwischen den Fluiden in dem Wirbel V und dem Rand davon erhöht werden, und somit kann der Energieverlust des Fluids erhöht werden. Als ein Ergebnis ist es möglich, das Ausströmen des Fluids in dem Spalt 25 zu reduzieren.
Vierter Effekt der Erfindung
In den Flossen 50 auf der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu dem gestuften Abschnitt 41 mit der nach oben gestuften Struktur ist die Flosse, die am nächsten zu dem gestuften Abschnitt 41 mit der nach oben gestuften Struktur liegt, als die Flosse auf der Seite des Abschnitts hoher Stufe (in dieser Ausführungsform die zweite Flosse 52) definiert.
[Konfiguration 4]
Die ringförmige Nut 70 hat die ringförmige Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe. Die ringförmige Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe ist in zumindest einem Teil eines Bereichs auf der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu dem gestuften Abschnitt 41 mit der nach oben gestuften Struktur wie auch auf der Seite X1 hohen Drucks relativ zu der Flosse auf der Seite des Abschnitts hoher Stufe (zweite Flosse 52) angeordnet.
In der Labyrinthdichtung 30 mit der voranstehend beschriebenen [Konfiguration 1-1] und [Konfiguration 1-2] ist der Wirbel V2 in dem Bereich auf der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu dem gestuften Abschnitt 41 mit der nach oben gestuften Struktur wie auch auf der Seite X1 hohen Drucks relativ zu der Flosse auf der Seite des Abschnitts hoher Stufe (zweite Flosse 52) angeordnet. Diesbezüglich hat die Labyrinthdichtung 30 die ringförmige Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe, der die voranstehend beschriebene [Konfiguration 4] aufweist. Deswegen strömt der Wirbel V2 in die ringförmige Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe. Deswegen kann im Vergleich mit einem Fall, in dem die ringförmige Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe nicht bereitgestellt ist (siehe die 12), der Wirbel V2 ausgedehnt werden, die Strömungsrate des Wirbels V2 kann erhöht werden, und die Strömungsgeschwindigkeit des Wirbels V2 kann erhöht werden. Deswegen kann die Reibung zwischen Fluiden in dem Wirbel V2 und dem Rand davon erhöht werden, und somit kann der Energieverlust des Fluids erhöht werden. Als ein Ergebnis ist es möglich, das Ausfließen des Fluids in dem Spalt 25 zu reduzieren.
In der Labyrinthdichtung 30 mit der voranstehend beschriebenen [Konfiguration 1-1] und [Konfiguration 1-2] ist die Zweigströmung F1 durch Verzweigen zu dem Spalt δ2 zwischen der Flosse auf der Seite des Abschnitts hoher Stufe (zweite Flosse 52) und dem drehenden Körper 20 von dem Wirbel V2 ausgebildet. Hierin gerät in einem Fall, in dem die ringförmige Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe nicht bereitgestellt ist, dass zu der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung entlang der zweiten Flosse 52 strömende Fluid mit dem Abschnitt 47 hoher Stufe in Berührung (es wird davon weg geblasen), und strömt einfach zu dem Spalt δ2 (um einfach zu dem Zweigstrom F1 zu werden). Diesbezüglich hat die Labyrinthdichtung 30 die ringförmige Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe, die die voranstehend beschriebene [Konfiguration 4] aufweist. Deswegen ist es wahrscheinlich, dass der Wirbel V2 in die ringförmige Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe strömt. Deswegen kann die Menge der von dem Wirbel V2 verzweigten Zweigströmung F1 reduziert werden, und somit kann das Ausfließen des Fluids in dem Spalt 25 weiter reduziert werden.
Fünfte Wirkung der Erfindung
La, Ga und Ta, die in der 3 dargestellt sind, sind wie folgt definiert. La ist ein Abstand in der Strömungsrichtung X von dem gestuften Abschnitt 41 mit der nach oben gestuften Struktur zu dem Abschnitt, der das Ende der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe auf der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung wie auch das Ende der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe auf der Seite X2 niedrigen Drucks ist. Ga ist ein Abstand in der Strömungsrichtung X von dem gestuften Abschnitt 41 mit der nach oben gestuften Struktur zu dem Abschnitt, der das distale Ende der Flosse auf der Seite des Abschnitts hoher Stufe (zweite Flosse 52) wie auch das Ende der Flosse auf der Seite des Abschnitts hoher Stufe (zweite Flosse 52) auf der Seite X1 hohen Drucks ist. Ta ist eine Breite des distalen Endes der Flosse auf der Seite des Abschnitts hoher Stufe (zweite Flosse 52) in der Strömungsrichtung X.
[Konfiguration 5]
Zu der Zeit ist das Verhältnis „0 < La/Ga < 1,2 + Ta/Ga“ erfüllt.
Gemäß der [Konfiguration 5] oben, kann der Spalt δ2 (siehe die 2) zwischen der Flosse auf der Seite des Abschnitts hoher Stufe (zweite Flosse 52) und dem drehenden Körper 20 im Vergleich mit einem Fall reduziert werden, in dem das Verhältnis „1,2 + Ta/Ga ≤ La/Ga“ erfüllt ist. Deswegen kann das Ausströmen des Fluids von dem Spalt δ2 weiter reduziert werden, und das Ausströmen des Fluids in dem Spalt 25 kann weiter reduziert werden (siehe die 4).
Sechste Wirkung der Erfindung
[Konfiguration 6]
Das Verhältnis „0,6 < La/Ga < 1,2 + Ta/Ga“ ist erfüllt.
Gemäß der [Konfiguration 6], die voranstehend beschrieben wurde, kann die Strömungsrate des Wirbels V2, der in die ringförmige Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe strömt, die in der 2 dargestellt ist, im Vergleich mit einem Fall erhöht werden, indem das Verhältnis „La/Ga ≤ 0,6“ erfüllt ist. Deswegen kann der Energieverlust des Verlusts in dem Wirbel V2 weiter erhöht werden, und somit kann das Ausfließen des Fluids in dem Spalt 25 weiter reduziert werden (siehe die 4).
Siebente Wirkung der Erfindung
Wie in der 3 dargestellt ist, ist die Breite des gestuften Abschnitts 41 mit der nach oben gestuften Struktur in der zugewandten Richtung Y als Ha definiert. Die Breite der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe in der zugewandten Richtung Y ist als Da definiert.
[Konfiguration 7]
Zu dieser Zeit ist das Verhältnis „0,6 < Da/Ha“ erfüllt.
Gemäß der [Konfiguration 7], die voranstehend beschrieben wurde, kann die Strömungsrate des Wirbels V2, der in die ringförmige Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe strömt, die in der 2 dargestellt ist, im Vergleich mit einem Fall erhöht werden, in dem das Verhältnis „Da/Ha ≤ 0,6“ erfüllt ist. Deswegen kann der Energieverlust des Fluids in dem Wirbel V2 weiter erhöht werden, und somit kann das Ausfließen des Fluids in dem Spalt 25 weiter reduziert werden.
Achte Wirkung der Erfindung
In den Flossen 50 auf der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu dem gestuften Abschnitt 42 mit der nach unten gestuften Struktur, ist die Flosse, die am nächsten zu dem gestuften Abschnitt 42 mit der nach unten gestuften Struktur liegt, als die Flosse auf der Seite des Abschnitts niedriger Stufe (in dieser Ausführungsform die dritte Flosse 53) definiert.
[Konfiguration 8]
Die ringförmige Nut 70 hat die ringförmige Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe. Die ringförmige Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe ist in zumindest einem Teil eines Bereichs auf der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu dem gestuften Abschnitt 42 mit der nach unten gestuften Struktur wie auch auf der Seite X1 hohen Drucks relativ zu der Flosse auf der Seite des Abschnitts niedriger Stufe (dritte Flosse 53) angeordnet.
Der Wirbel V4 ist in dem Bereich auf der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu dem gestuften Abschnitt 42 mit der nach unten gestuften Struktur wie auch auf der Seite X1 hohen Drucks relativ zu der Flosse auf der Seite des Abschnitts niedriger Stufe (dritte Flosse 53) ausgebildet. Diesbezüglich hat die Labyrinthdichtung 30 die ringförmige Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe, welche die voranstehend beschriebene [Konfiguration 8] aufweist. Deswegen strömt der Wirbel V4 in die ringförmige Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe. Deswegen kann im Vergleich mit einem Fall, in dem die ringförmige Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe nicht bereitgestellt ist (siehe die 11), der Wirbel 4 ausgedehnt werden, die Strömungsrate des Wirbels V4 kann erhöht werden, und die Strömungsgeschwindigkeit des Wirbels V4 kann erhöht werden. Wie zum Beispiel in der 11 dargestellt ist, kann im Vergleich mit dem Fall des flachen Wirbels V4, in dem die Breite in der Strömungsrichtung X größer als die Breite in der zugewandten Richtung Y ist, die Breite des Wirbels V4 in der zugewandten Richtung Y erhöht werden. Deswegen kann die Reibung zwischen Fluiden in dem Wirbel V4 und dem Rand davon erhöht werden, und somit kann der Energieverlust des Fluids erhöht werden. Als ein Ergebnis ist es möglich, das Ausfließen des Fluids in dem Spalt 25 zu reduzieren.
In der Labyrinthdichtung 30 verzweigt die Hauptströmung F2 in die Zweigströmung F3 und die Zweigströmung F4 an dem Verzweigungspunkt B. Hierin gerät in einem Fall, in dem die ringförmige Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe nicht bereitgestellt ist, das zu der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung an dem Verzweigungspunkt B strömende Fluid mit dem Abschnitt 48 niedriger Stufe auf der Seite niedrigen Drucks in Berührung und strömt einfach zu dem Spalt δ3 (um einfach die Zweigströmung F4 zu werden). Diesbezüglich hat die Labyrinthdichtung 30 die ringförmige Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe, die die voranstehend beschriebene [Konfiguration 8] aufweist. Deswegen ist es wahrscheinlich, dass das zu der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung an dem Verzweigungspunkt B strömende Fluid in die ringförmige Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe strömt (die Menge der Zweigströmung F3 wird einfach erhöht). Deswegen kann die Menge des Fluids (Zweigströmung F4), das von dem Verzweigungspunkt B zu dem Spalt δ3 strömt, reduziert werden, und somit kann das Ausfließen des Fluids in dem Spalt 25 reduziert werden.
Neunte Wirkung der Erfindung
Gb und Lb, die in der 3 dargestellt sind, sind wie folgt definiert. Gb ist ein Abstand in der Strömungsrichtung X von dem gestuften Abschnitt 42 mit der nach unten gestuften Struktur zu dem distalen Ende der Flosse auf der Seite des Abschnitts niedriger Stufe (dritte Flosse 53). Lb ist ein Abstand in der Strömungsrichtung X von dem gestuften Abschnitt 42 mit der nach unten gestuften Struktur zu dem Abschnitt, der das Ende der ringförmigen Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe auf der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung wie auch das Ende der ringförmigen Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe auf der Seite X2 niedrigen Drucks ist.
[Konfiguration 9]
Zu dieser Zeit ist das Verhältnis „0,78 < Gb/Lb < 1,14“ erfüllt.
Gemäß der [Konfiguration 9], die voranstehend beschrieben wurde, kann der Spalt δ3 (siehe die 2) zwischen der Flosse auf der Seite des Abschnitts niedriger Stufe (dritte Flosse 53) und dem drehenden Körper 20 im Vergleich mit einem Fall reduziert werden, in dem das Verhältnis „Gb/Lb ≤ 0,78“ erfüllt ist. Deswegen kann das Ausfließen des Fluids von dem Spalt δ3 weiter reduziert werden, und somit kann das Ausfließen des Fluids in dem Spalt 25 weiter reduziert werden (siehe die 6). Zusätzlich kann die Strömungsrate des Wirbels V4, der in die ringförmige Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe strömt, die in der 2 dargestellt ist, im Vergleich mit einem Fall erhöht werden, in dem das Verhältnis „1,14 ≤ Gb/Lb“ erfüllt ist. Deswegen kann der Energieverlust des Fluids in dem Wirbel V4 weiter erhöht werden, und somit kann das Ausfließen des Fluids in dem Spalt 25 weiter reduziert werden (siehe die 6).
Zehnte Wirkung der Erfindung
[Konfiguration 10]
Die ringförmige Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe ist auf der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu der Position des gestuften Abschnitts 42 mit der nach unten gestuften Struktur ausgebildet. In der voranstehend beschriebenen [Konfiguration 10], die oben beschrieben wurde, ist die ringförmige Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe breit ausgebildet, um sich zu der Seite X1 hohen Drucks zu der Grenze zu erstrecken. Deswegen kann das Volumen der ringförmigen Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe erhöht werden, und somit kann der Wirbel V4 ausgedehnt werden. Deswegen kann der Energieverlust des Fluids in dem Wirbel V4 weiter erhöht werden, und somit kann das Ausfließen des Fluids in dem Spalt 25 reduziert werden.
Zwölfte Wirkung der Erfindung
[Konfiguration 12]
Der gestufte Abschnitt 41 mit nach oben gestufter Struktur ist der gestufte Abschnitt auf der Seite X1 hohen Drucks (siehe die voranstehend beschriebene [Konfiguration 1-1]). Der gestufte Abschnitt 42 mit der nach unten gestuften Struktur ist der gestufte Abschnitt auf der Seite X2 niedrigen Drucks (siehe die voranstehend beschriebene [Konfiguration 1-1]).
Gemäß der [Konfiguration 12], die voranstehend beschrieben wurde, kann die gleiche Wirkung wie die voranstehend beschriebene „erste Wirkung der Erfindung“ erhalten werden.
Zweite Ausführungsform
Mit Bezug auf eine Labyrinthdichtung 230 der zweiten Ausführungsform wird der Unterschied zu der ersten Ausführungsform mit Bezug auf die 7 beschrieben. Hinsichtlich der Labyrinthdichtung 230 der zweiten Ausführungsform werden die gleichen Bezugszeichen wie in der ersten Ausführungsform für die Teile verwendet, die mit der ersten Ausführungsform gemeinsam sind, und die Beschreibung der Teile wird ausgelassen (das Gleiche gilt für die Beschreibung von anderen Ausführungsformen in Hinsicht auf das Auslassen der Beschreibung von gemeinsamen Teilen). Der Unterschied ist die Neigung der Flosse 50 relativ zu der zugewandten Richtung Y.
Das distale Ende der zweiten Flosse 52 ist auf der Seite X1 hohen Drucks relativ zu dem proximalen Ende (das Ende auf der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung) der zweiten Flosse 52 angeordnet. In dem Drehachsenquerschnitt weist die zweite Flosse 52 eine lineare Form auf, die seitliche Oberfläche 52a auf der Seite hohen Drucks weist eine lineare Form auf, und die seitliche Oberfläche 52b auf der Seite niedrigen Drucks weist eine lineare Form auf. In dem Drehachsenquerschnitt ist die seitliche Oberfläche 52a auf der Seite hohen Drucks mit einem Winkel α2 relativ zu der zugewandten Richtung Y geneigt. In dem Drehachsenquerschnitt kann die zweite Flosse 52 eine gekrümmte Form aufweisen und kann eine gebogene Form wie zum Beispiel eine Form eines L aufweisen (das Gleiche gilt für die erste Flosse 51 und die dritte Flosse 53).
Die erste Flosse 51 und die dritte Flosse 53 sind ähnlich zu der zweiten Flosse 52 konfiguriert. In dem Drehachsenquerschnitt ist die Seitenoberfläche der ersten Flosse 51 auf der Seite X1 hohen Drucks mit einem Winkel α1 relativ zu der zugewandten Richtung Y geneigt. In dem Drehachsenquerschnitt ist die seitliche Oberfläche 53a auf der Seite hohen Drucks der dritten Flosse 53 mit einem Winkel α3 relativ zu der zugewandten Richtung Y geneigt. Alle, der Winkel α1, der Winkel α2 und der Winkel α3 können gleich sein, einige Winkel können gleich sein, oder alle die Winkel können unterschiedlich sein. Zusätzlich kann ein beliebiger aus dem Winkel α1, dem Winkel α2 und dem Winkel α3 0° sein.
Elfte Wirkung der Erfindung
Die auf der Labyrinthdichtung 230, die in der 7 dargestellt ist, basierende Wirkung ist wie folgt. Die Labyrinthdichtung 230 hat zumindest eine aus der folgenden [Konfiguration 11-1] und [Konfiguration 11-2].
[Konfiguration 11-1]
In den Flossen 50 auf der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe ist die Flosse, die am nächsten zu der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe liegt, als die Flosse auf der Seite X2 niedrigen Drucks definiert (in dieser Ausführungsform die zweite Flosse 52). Das distale Ende der Flosse auf der Seite X2 niedrigen Drucks (zweite Flosse 52) ist auf der Seite X1 hohen Drucks relativ zu dem proximalen Ende der Flosse auf der Seite X2 niedrigen Drucks (zweite Flosse 52) angeordnet.
[Konfiguration 11-2]
In den Flossen 50 auf der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu der ringförmigen Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe ist die Flosse, die am nächsten zu der ringförmigen Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe liegt, als die Flosse auf der Seite X2 niedrigen Drucks definiert (in dieser Ausführungsform die dritte Flosse 53). Das distale Ende der Flosse auf der Seite X2 niedrigen Drucks (dritte Flosse 53) ist auf der Seite X1 hohen Drucks relativ zu dem proximalen Ende der Flosse auf der Seite X2 niedrigen Drucks (dritte Flosse 53) angeordnet.
In einem Fall, in dem die Labyrinthdichtung 30 die voranstehend beschriebene [Konfiguration 11-1] hat, kann die folgende Wirkung erhalten werden. Es ist wahrscheinlich, dass der Wirbel V2 zu der Seite X1 hohen Drucks strömt, während er entlang der Flosse der Seite X2 niedrigen Drucks (zweite Flosse 52) zu der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung strömt. Deswegen kann die Menge der Zweigströmung F1, die zu der Seite X2 niedrigen Drucks strömt, reduziert werden, und die Strömungsrate des Wirbels V2, der in die ringförmige Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe strömt, kann erhöht werden. Deswegen kann das Ausfließen des Fluids in dem Spalt 25 weiter reduziert werden.
In einem Fall, in dem die Labyrinthdichtung 30 die voranstehend beschriebene [Konfiguration 11-2] hat, kann die folgende Wirkung erhalten werden. Das Fluid (das durch den Verzweigungspunkt B strömende Fluid), das sich zu der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung durch die dritte Flosse 53 verschiebt, wird wahrscheinlich zu der Seite X1 hohen Drucks strömen, während es zu der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung strömt. Deswegen kann die Menge des Zweigstroms F4, der zu der Seite X2 niedrigen Drucks strömt, reduziert werden, und die Strömungsrate des Wirbels V4, der in die ringförmige Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe strömt, kann erhöht werden. Außerdem gerät das Fluid (Hauptströmung F2), das zu der Seite X2 niedrigen Drucks zu der dritten Flosse 53 strömt, mit der dritten Flosse 53 in Berührung und wird wahrscheinlich zu der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung strömen (einfach den Wirbel V3 ausbilden), und wird weniger wahrscheinlich zu der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung strömen. Deswegen kann die Größe des Zweigstroms F4 reduziert werden. Als ein Ergebnis kann das Ausfließen des Fluids in dem Spalt 25 weiter reduziert werden.
Dritte Ausführungsform
Mit Bezug auf eine Labyrinthdichtung 330 der dritten Ausführungsform wird mit Bezug auf die 8 der Unterschied zu der ersten Ausführungsform beschrieben. Die seitliche Oberfläche 52b auf der Seite niedrigen Drucks der zweiten Flosse 52 ist mit dem Winkel β2 relativ zu der zugewandten Richtung Y geneigt. Die Breite der zweiten Flosse 52 wird in die Strömungsrichtung X zu der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung hin enger. Die erste Flosse 51 und die dritte Flosse 53 sind ähnlich zu der zweiten Flosse 52 konfiguriert. Die seitliche Oberfläche der ersten Flosse 51 auf der Seite X2 niedrigen Drucks ist mit dem Winkel β1 relativ mit Bezug auf die zugewandte Richtung Y geneigt. Die seitliche Oberfläche 53b der Seite niedrigen Drucks der dritten Flosse 53 ist mit dem Winkel β3 relativ mit Bezug auf die zugewandte Richtung Y geneigt. Alle, der Winkel β1, der Winkel β2, der Winkel β3 können gleich sein, einige Winkel können gleich sein, oder alle die Winkel können unterschiedlich sein.
Vierte Ausführungsform
Mit Bezug auf eine Labyrinthdichtung 430 der vierten Ausführungsform wird der Unterschied von der ersten Ausführungsform mit Bezug auf die 9 beschrieben. Der Unterschied ist, dass die ringförmige Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe einen bogenförmigen Abschnitt 471d hat, und die ringförmige Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe den bogenförmigen Abschnitt 472d hat.
Der bogenförmige Abschnitt 471d ist in dem Boden der ringförmigen Nut 71 des Abschnitts hoher Stufe bereitgestellt. Der Querschnitt (Umriss) des bogenförmigen Abschnitts 471d in dem Drehachsenquerschnitt weist eine Bogenform auf, die zu der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung vorragt, eine elliptische Bogenform (eine gekrümmte Linie, die einen Teil einer Ellipse bestimmt), und eine halb elliptische Bogenform. Die voranstehend beschriebene „elliptische Bogenform“ schließt eine im Wesentlichen elliptische Bogenform (zum Beispiel eine im Wesentlichen halb elliptische Bogenform) ein. Die seitliche Oberfläche 71a auf der Seite hohen Drucks und die seitliche Oberfläche 71b auf der Seite niedrigen Drucks sind bereitgestellt, kontinuierlich mit dem bogenförmigen Abschnitt 471d zu sein. In einem Fall, in dem der bogenförmige Abschnitt 471d bereitgestellt ist, dürfen die seitliche Oberfläche 71a auf der Seite hohen Drucks und die seitliche Oberfläche 71b auf der Seite niedrigen Drucks nicht bereitgestellt sein (das Gleiche gilt für die ringförmige Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe).
Der bogenförmige Abschnitt 472d ist in dem Boden der ringförmigen Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe bereitgestellt. Der Querschnitt des bogenförmigen Abschnitts 472d in dem Drehachsenquerschnitt weist eine Bogenform auf, die zu der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung vorragt, eine Kreisbogenform und eine Halbkreisbogenform (der mittlere Winkel des Kreisbogens beträgt 180°. Der mittlere Winkel des Kreisbogens kann weniger als 180° betragen. Die voranstehend beschriebene „Kreisbogenform“ schließt eine im Wesentlichen kreisförmige Bogenform (zum Beispiel eine im Wesentlichen halbkreisförmige Bogenform) ein. Lediglich einer aus dem bogenförmigen Abschnitt 471d und dem bogenförmigen Abschnitt 472d kann bereitgestellt sein. In dem Drehachsenquerschnitt kann der Querschnitt des bogenförmigen Abschnitts 471d eine Kreisbogenform aufweisen, und der Querschnitt des bogenförmigen Abschnitts 472d kann eine elliptische Bogenform aufweisen.
Zweite Wirkung der Erfindung
Die von der Labyrinthdichtung 430, die in der 9 dargestellt ist, ausgehende Wirkung ist wie folgt. Die Labyrinthdichtung 430 hat zumindest eine der folgenden [Konfiguration 2-1] und [Konfiguration 2-2].
[Konfiguration 2-1]
Von einer Richtung rechtwinklig zu jeder aus der zugewandten Richtung Y und der Strömungsrichtung X betrachtet weist der Querschnitt des Bodens (bogenförmiger Abschnitt 471d) der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe eine Bogenform auf, die zu der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung vorragt.
[Konfiguration 2-2]
Von einer Richtung rechtwinklig zu jeder der zugewandten Richtung Y und der Strömungsrichtung X betrachtet weist der Querschnitt des Bodens (bogenförmiger Abschnitt 472d) der ringförmigen Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe eine Bogenform auf, die zu der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung vorragt.
In einem Fall, in dem die Labyrinthdichtung 430 die voranstehend beschriebene [Konfiguration 2-1] hat, ist die Form der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe eine Form nahe an der Form der Strömung des Wirbels V2 im Vergleich mit einem Fall, in dem das Innere der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe in dem Drehachsenquerschnitt eine rechteckige Form aufweist (siehe die 2). Deswegen strömt der Wirbel V2 entlang des Bodens der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe, und somit kann die Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit des Wirbels V2 in der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe verhindert werden. Deswegen kann der Energieverlust in dem Wirbel V2 erhöht werden, und somit kann das Ausfließen des Fluids in dem Spalt 25 weiter reduziert werden. Ähnlich strömt der Wirbel V4 in einem Fall, in dem die Labyrinthdichtung 430 die voranstehend beschriebene [Konfiguration 2-2] aufweist, entlang des Bodens der ringförmigen Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe, und der Energieverlust in dem Wirbel V4 kann erhöht werden. Somit kann das Ausfließen des Fluids in dem Spalt 25 weiter reduziert werden.
Fünfte Ausführungsform
Mit Bezug auf eine Labyrinthdichtung 530 der fünften Ausführungsform wird der Unterschied zu der ersten Ausführungsform mit Bezug auf die 10 beschrieben. Der Unterschied ist die Form der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe, die Form der ringförmigen Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe, und die Form des gestuften Abschnitts 542 mit der nach unten gestuften Struktur. Die ringförmige Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe hat einen abgeschrägten Abschnitt 571e auf der Seite hohen Drucks (abgeschrägter Abschnitt) und einen abgeschrägten Abschnitt 571f auf der Seite niedrigen Drucks (abgeschrägter Abschnitt). Die ringförmige Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe hat einen abgeschrägten Abschnitt 572e auf der Seite hohen Drucks (abgeschrägter Abschnitt) und einen abgeschrägten Abschnitt 572f auf der Seite niedrigen Drucks (abgeschrägter Abschnitt).
Der abgeschrägte Abschnitt 571e auf der Seite hohen Drucks ist in dem Abschnitt auf der Seite X1 hohen Drucks der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe bereitgestellt. Das Ende des abgeschrägten Abschnitts 571e auf der Seite hohen Drucks auf der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung ist auf der Seite X2 niedrigen Drucks (der Mittelseite der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe in der Strömungsrichtung X) relativ zu dem Ende des abgeschrägten Abschnitts 571e auf der Seite hohen Drucks auf der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung angeordnet. In dem Drehachsenquerschnitt weist der abgeschrägte Abschnitt 571e auf der Seite hohen Drucks eine lineare Form auf und ist in dem Winkel θa relativ zu der zugewandten Richtung Y geneigt.
Der abgeschrägte Abschnitt 571f auf der Seite niedrigen Drucks ist in dem Abschnitt der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe auf der Seite X2 niedrigen Drucks bereitgestellt. Das Ende des abgeschrägten Abschnitts 571f auf der Seite niedrigen Drucks auf der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung ist auf der Seite X1 hohen Drucks (der Mittelseite der ringförmigen Nut 70 in der Strömungsrichtung X) relativ zu dem Ende des abgeschrägten Abschnitts 571f auf der Seite niedrigen Drucks auf der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung angeordnet. In dem Drehachsenquerschnitt weist der abgeschrägte Abschnitt 571f auf der Seite niedrigen Drucks eine lineare Form auf und ist in dem Winkel φa relativ zu der zugewandten Richtung Y geneigt.
Der abgeschrägte Abschnitt 572e auf der Seite hohen Drucks ist ähnlich zu dem abgeschrägten Abschnitt 571e auf der Seite hohen Drucks der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe konfiguriert. In dem Drehachsenquerschnitt ist der abgeschrägte Abschnitt 572e auf der Seite hohen Drucks mit dem Winkel θb relativ zu der zugewandten Richtung Y geneigt. In dem Drehachsenquerschnitt ist der gestufte Abschnitt 542 mit der nach unten gestuften Struktur mit dem Winkel θb relativ zu der zugewandten Richtung Y ähnlich zu dem abgeschrägten Abschnitt 572e auf der Seite hohen Drucks geneigt. In dem Drehachsenquerschnitt weisen der abgeschrägte Abschnitt 572e auf der Seite hohen Drucks und der gestufte Abschnitt 542 mit der nach unten gestuften Struktur eine lineare Form auf.
Der abgeschrägte Abschnitt 572f auf der Seite niedrigen Drucks ist ähnlich zu dem abgeschrägten Abschnitt 571f auf der Seite niedrigen Drucks der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe konfiguriert. In dem Drehachsenquerschnitt ist der abgeschrägte Abschnitt 572f auf der Seite niedrigen Drucks mit dem Winkel φb relativ zu der zugewandten Richtung Y geneigt. Alle, der abgeschrägte Abschnitt 571e auf der Seite hohen Drucks, der abgeschrägte Abschnitt 571f auf der Seite niedrigen Drucks, der abgeschrägte Abschnitt 572e auf der Seite hohen Drucks, und der abgeschrägte Abschnitt 572f auf der Seite niedrigen Drucks können bereitgestellt sein, oder lediglich einige Abschnitte können bereitgestellt sein. Zusätzlich können die Größen des Winkels θa, des Winkels φa, des Winkels θb und des Winkels φb gleich sein, lediglich einige Größen können gleich sein, oder alle die Größen können unterschiedlich sein. Zusätzlich muss der abgeschrägte Abschnitt 542 mit der nach unten gestuften Struktur nicht relativ zu der zugewandten Richtung Y geneigt sein.
Dritte Wirkung der Erfindung
Die Wirkung ausgehend von der in der 10 dargestellten Labyrinthdichtung 530 ist wie folgt. Die ringförmige Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe hat einen abgeschrägten Abschnitt (zumindest einen aus dem abgeschrägten Abschnitt 571e auf der Seite hohen Drucks und den abgeschrägten Abschnitt 571e auf der Seite niedrigen Drucks), die in zumindest einem aus dem Abschnitt auf der Seite X1 hohen Drucks der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe und dem Abschnitt auf der Seite X2 niedrigen Drucks der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe bereitgestellt sind. Die Ringdichtung 530 weist zumindest eine der folgenden [Konfiguration 3-1] und [Konfiguration 3-2] auf.
[Konfiguration 3-1]
Das Ende des abgeschrägten Abschnitts 571e auf der Seite hohen Drucks auf der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung ist nahe zu einer Mittelseite der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe in der Strömungsrichtung X (Seite X2 niedrigen Drucks) relativ zu dem Ende des abgeschrägten Abschnitts 571e auf der Seite hohen Drucks auf der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung angeordnet.
[Konfiguration 3-2]
Das Ende des abgeschrägten Abschnitts 571f auf der Seite niedrigen Drucks auf der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung ist nahe an einer Mittelseite der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe in der Strömungsrichtung X (Seite X1 hohen Drucks) relativ zu dem Ende des abgeschrägten Abschnitts 571f auf der Seite niedrigen Drucks auf der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung angeordnet.
In einem Fall, in dem die Labyrinthdichtung 530 die voranstehend beschriebene [Konfiguration 3-1] hat, ist die Form der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe eine Form nahe der Form der Strömung des Wirbels V2 im Vergleich mit einem Fall, in dem das Innere der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe in der Drehachsenrichtung eine rechteckige Form ist (siehe die 2). Deswegen strömt die Strömung des Wirbels V2 entlang des abgeschrägten Abschnitts 571e an der Seite hohen Drucks und somit kann die Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit des Wirbels V2 in der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe verhindert werden. Deswegen kann der Energieverlust des Wirbels V2 weiter erhöht werden, und somit kann das Ausfließen des Fluids in dem Spalt 25 reduziert werden. Ähnlich kann in einem Fall, in dem die Labyrinthdichtung 530 die voranstehend beschriebene [Konfiguration 3-2] hat, die Strömung des Wirbels V2 entlang des abgeschrägten Abschnitts 571f strömen und der Energieverlust in dem Wirbel V2 kann erhöht werden. Somit kann das Ausfließen des Fluids in dem Spalt 25 weiter reduziert werden. Ähnlich wird in einem Fall, in dem die ringförmige Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe zumindest eines aus dem abgeschrägten Abschnitt 572e auf der Seite hohen Drucks und dem abgeschrägten Abschnitt 572f auf der Seite niedrigen Drucks hat, die folgende Wirkung erhalten werden. Die Strömung des Wirbels V4 strömt entlang des abgeschrägten Abschnitts 572e auf der Seite hohen Drucks oder des abgeschrägten Abschnitts 572f auf der Seite niedrigen Drucks, und der Energieverlust in dem Wirbel V4 kann erhöht werden. Somit kann das Ausfließen des Fluids in dem Spalt 25 weiter reduziert werden.
Sechste Ausführungsform
Mit Bezug auf eine Labyrinthdichtung 630 der sechsten Ausführungsform wird der Unterschied von der ersten Ausführungsform mit Bezug auf die 11 beschrieben. Die Labyrinthdichtung 630 hat die ringförmige Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe und weist nicht die ringförmige Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe auf (siehe die 2). Aus diesem Grund ist der Wirbel V4 kleiner als der der ersten Ausführungsform. In der Labyrinthdichtung 630 kann das Ausfließen des Fluids in dem Spalt 25 im Vergleich mit der Labyrinthdichtung reduziert werden, die die ringförmige Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe und die ringförmige Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe nicht hat (das Gleiche gilt für eine siebte Ausführungsform).
Siebente Ausführungsform
Mit Bezug auf eine Labyrinthdichtung 730 der siebenten Ausführungsform wird der Unterschied zu der ersten Ausführungsform durch Bezug auf die 12 beschrieben. Die Labyrinthdichtung 730 hat eine ringförmige Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe und hat nicht die ringförmige Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe (siehe die 2). Aus diesem Grund ist der Wirbel kleiner als der der ersten Ausführungsform.
Achte Ausführungsform
Mit Bezug auf eine Labyrinthdichtung 830 der achten Ausführungsform wird der Unterschied von der ersten Ausführungsform mit Bezug auf die 13 beschrieben.
Wie in der 2 dargestellt ist, ist in der Labyrinthdichtung 30 der ersten Ausführungsform die Struktur 30b auf der Seite mit abwärts gestufter Struktur nahe an der Seite X2 niedrigen Drucks relativ zu der Struktur 30a auf der Seite der nach oben gestuften Struktur angeordnet. Wie andererseits in der 13 dargestellt ist, ist in der Labyrinthdichtung 830 der achten Ausführungsform die Struktur 30b auf der Seite mit der nach unten gestuften Struktur nahe an der Seite X1 hohen Drucks relativ zu der Struktur 30a auf der Seite mit der nach oben gestuften Struktur angeordnet. Die Strömung des Fluids in der Struktur 30a auf der Seite mit der nach oben gestuften Struktur in der ersten Ausführungsform ist die gleiche wie die Strömung des Fluids in der Struktur 30a auf der Seite mit der nach oben gestuften Struktur in der achten Ausführungsform (das Gleiche gilt für die Strömung des Fluids in der Struktur 30b auf der Seite mit der nach unten gestuften Struktur).
Im Folgenden werden die bestimmenden Elemente der ersten Ausführungsform mit Bezug auf die 2 beschrieben, und die bestimmenden Elemente der achten Ausführungsform werden mit Bezug auf die 13 beschrieben. Der voranstehend beschriebene „gestufte Abschnitt auf der Seite X1 hoher Struktur“ ist der gestufte Abschnitt 41 mit der nach oben gestuften Struktur in der ersten Ausführungsform, ist aber in der achten Ausführungsform der gestufte Abschnitt 42 mit der nach unten gestuften Struktur. Der voranstehend beschriebene „gestufte Abschnitt auf der Seite X2 niedrigen Drucks“ ist in der ersten Ausführungsform der gestufte Abschnitt 42 mit der nach unten gestuften Struktur, aber ist in der achten Ausführungsform der gestufte Abschnitt 41 m der nach oben gestuften Struktur. Die voranstehend beschriebene „Flosse auf der Seite des Abschnitts hoher Stufe“ ist in der ersten Ausführungsform die zweite Flosse 52, ist aber in der achten Ausführungsform die dritte Flosse 53. Die voranstehend beschriebene „Flosse auf der Seite des Abschnitts niedriger Stufe“ ist in der ersten Ausführungsform die dritte Flosse 53, ist aber in der achten Ausführungsform die zweite Flosse 52.
Die Labyrinthdichtung 30 der ersten Ausführungsform hat den Abschnitt 46 niedriger Stufe auf der Seite hohen Drucks, den Abschnitt 47 hoher Stufe, und den Abschnitt 48 niedriger Stufe auf der Seite niedrigen Drucks in dieser Reihenfolge von der Seite X1 hohen Drucks zu der Seite X2 niedrigen Drucks. Andererseits hat die Labyrinthdichtung 830 der achten Ausführungsform einen Abschnitt 846 hoher Stufe auf der Seite hohen Drucks (eine Ebene auf der Seite hohen Drucks), einen Abschnitt 847 niedrigen Drucks (nach unten gestufter Abschnitt, Zwischenstufenabschnitt, oder Zwischenebene), und einen Abschnitt 848 hoher Stufe auf der Seite niedrigen Drucks (nach oben gestufter Abschnitt oder Ebene auf der Seite niedrigen Drucks) in dieser Reihenfolge von der Seite X1 hohen Drucks zu der Seite X2 niedrigen Drucks. Der Abschnitt 847 niedriger Stufe ist auf der anderen Seite Y2 der zugewandten Richtung relativ zu dem Abschnitt 846 hoher Stufe auf der Seite hohen Drucks angeordnet. Der Abschnitt 848 hoher Stufe auf der Seite niedrigen Drucks ist auf der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung relativ zu dem Abschnitt 847 niedriger Stufe angeordnet. Die Position des Abschnitts 848 hoher Stufe auf der Seite niedrigen Drucks in der zugewandten Richtung Y kann die gleiche wie die Position des Abschnitts 846 hoher Stufe auf der Seite hohen Drucks in der zugewandten Richtung Y sein, kann aber auf der einen Seite Y1 der zugewandten Richtung relativ zu dem Abschnitts 846 hoher Stufe auf der Seite hohen Drucks sein, und kann die andere Seite Y2 der zugewandten Richtung relativ zu dem Abschnitt 846 hoher Stufe auf der Seite hohen Drucks sein.
Dreizehnte Wirkung der Erfindung
Die Wirkung ausgehend von der in 13 dargestellten Labyrinthdichtung 830 ist wie folgt.
[Konfiguration 13]
Der gestufte Abschnitt 42 mit nach unten gestufter Struktur ist der gestufte Abschnitt auf der Seite X1 hohen Drucks. Der gestufte Abschnitt 41 mit nach oben gestufter Struktur ist der gestufte Abschnitt auf der Seite X2 niedrigen Drucks.
Gemäß der [Konfiguration 13], die voranstehend beschrieben wurde, wird die gleiche Wirkung wie die voranstehend beschriebene „erste Wirkung der Erfindung“ erhalten.
Neunte Ausführungsform
Eine Labyrinthdichtung 930 der neunten Ausführungsform wird mit Bezug auf die 14 beschrieben. Die Labyrinthdichtung 930 hat eine Mehrzahl Strukturen 30a auf der Seite mit der nach oben gestuften Struktur ähnlich zu der ersten Ausführungsform, die in der 2 dargestellt ist, und hat eine Mehrzahl von Strukturen 30b auf der Seite mit der nach unten gestuften Struktur ähnlich zu der ersten Ausführungsform. Wie in der 14 dargestellt ist, beträgt zum Beispiel die Anzahl der Strukturen 30a auf der Seite mit der nach oben gestuften Struktur 3, und die Anzahl der Strukturen 30b auf der Seite mit der nach unten gestuften Struktur beträgt 3. Diese Zahlen können geändert werden. Die Anzahl der Strukturen 30a auf der Seite mit der nach oben gestuften Struktur ist die gleiche wie die Anzahl der Strukturen 30b auf der Seite mit der nach unten gestuften Struktur (jede beträgt 3) und kann unterschiedlich sein. Die Struktur 30a auf der Seite mit der nach oben gestuften Struktur und die Struktur 30b auf der Seite mit der nach unten gestuften Struktur sind Seite an Seite in der Strömungsrichtung X angeordnet, ist angeordnet, angrenzend in der Strömungsrichtung X zu liegen, und ist abwechselnd in der Strömungsrichtung X angeordnet.
Die Labyrinthdichtung 930 kann wie in den zweiten bis siebten Ausführungsformen modifiziert werden. Zusätzlich ist in der Struktur 30a auf der Seite mit nach oben gestufter Struktur und der Struktur 30b auf der Seite mit der nach unten gestuften Struktur, die Struktur, die angeordnet ist, am nächsten an der Seite X1 hohen Drucks zu liegen, die Struktur 30a auf der Seite mit nach oben gestufter Struktur in dem in der 14 dargestellten Beispiel, kann aber die Struktur 30b auf der Seite mit der nach unten gestuften Struktur sein (das Gleiche gilt für die achte Ausführungsform).
Fünfzehnte Wirkung der Erfindung
Die Wirkung ausgehend von der in der 14 dargestellten Labyrinthdichtung 930 ist wie folgt.
[Konfiguration 14]
Eine Mehrzahl Strukturen (die Struktur 30a auf der Seite mit der nach oben gestuften Struktur und die Struktur 30b auf der Seite mit der nach unten gestuften Struktur) mit dem gestuften Abschnitt 41 mit der nach oben gestuften Struktur, dem nach oben gestuften Abschnitt 42 mit der nach unten gestuften Struktur, der Flosse 50 und der ringförmigen Nut 70 sind Seite an Seite in der Strömungsrichtung X angeordnet.
Gemäß der [Konfiguration 14], die voranstehend beschrieben wurde, kann das Ausfließen des Fluids in dem Spalt 25 weiter im Vergleich mit einem Fall reduziert werden, in dem eine Struktur 30a auf der Seite mit der nach oben gestuften Struktur und eine Struktur 30b auf der Seite mit der nach unten gestuften Struktur bereitgestellt sind.
Zehnte Ausführungsform
Mit Bezug auf eine Labyrinthdichtung 1030 der zehnten Ausführungsform wird ein Unterschied von der neunten Ausführungsform durch Bezug auf die 15 beschrieben. In der neunten Ausführungsform sind die Struktur 30a auf der Seite mit der nach oben gestuften Struktur und die Struktur 30b auf der Seite mit der nach unten gestuften Struktur abwechselnd in der Strömungsrichtung X angeordnet. Andererseits sind in der zehnten Ausführungsform eine Mehrzahl von (drei in der 15) Strukturen 30a auf der Seite mit der nach oben gestuften Struktur angeordnet, in der Strömungsrichtung X angrenzend zu liegen. Zusätzlich ist eine Mehrzahl von (drei in der 15) Strukturen 30b auf der Seite mit der nach unten gestuften Struktur angeordnet, in der Strömungsrichtung X angrenzend zu liegen. Die Struktur 30a auf der Seite mit der nach oben gestuften Struktur, die am nächsten zu der Seite X2 niedrigen Drucks liegt, und die Struktur 30b auf der Seite mit der nach unten gestuften Struktur, die am nächsten zu der Seite X1 hohen Drucks liegt, sind angeordnet, in der Strömungsrichtung X angrenzend zu liegen. Die Struktur 30a auf der Seite mit der nach oben gestuften Struktur und die Struktur 30b auf der Seite mit der nach unten gestuften Struktur können Seite an Seite in einer unregelmäßigen Reihenfolge in der Strömungsrichtung X angeordnet sein.
Analyse der Ausfließrate
Durch die CFD-Analyse wurde die Ausfließrate für jede aus der ersten Struktur, der zweiten Struktur, der dritten Struktur und der Struktur des Vergleichsbeispiels erhalten, die im Folgenden beschrieben sind, und die Ausfließraten wurden verglichen. Die erste Struktur ist eine Struktur, die die Labyrinthdichtung 1130 hat, die in der 16 dargestellt ist, und ist konfiguriert wie folgt. Ähnlich zu der neunten Ausführungsform (siehe 14) sind drei Strukturen 30a auf der Seite mit der nach oben gestuften Struktur und drei Strukturen 30b auf der Seite mit der nach unten gestuften Struktur abwechselnd in der Strömungsrichtung X angeordnet. Die Form der Flosse 50 ist die gleiche wie die der dritten Ausführungsform (siehe die 8). Die Form der ringförmigen Nut 70 ist die gleiche wie die der ersten Ausführungsform (siehe die 2). Eine Nut 1172 ähnlich zu der ringförmigen Nut 72 mit dem nach unten gestuften Abschnitt und eine Stufe 1142 ähnlich zu dem gestuften Abschnitt 42 mit der nach unten gestuften Struktur sind auf der Seite X1 hohen Drucks relativ zu der Struktur 30a auf der Seite mit der nach oben gestuften Struktur am nächsten zu der Seite X1 hohen Drucks bereitgestellt. Zusätzlich liegt die Seite X2 niedrigen Drucks näher an der Drehachse A (siehe die 1) als die Seite X1 hohen Drucks.
Der Abstand Ca, der Abstand Cb und die Dicke Tb, die in der 3 dargestellt sind, sind wie folgt definiert. Der Abstand Ca ist ein Abstand (Freiraum) in der zugewandten Richtung Y von dem distalen Ende der zweiten Flosse 52 zu dem drehenden Körper 20 (Abschnitt 47 hoher Stufe). Der Abstand Cb ist ein Abstand in der zugewandten Richtung von dem distalen Ende der dritten Flosse 53 zu dem drehenden Körper 20 (Abschnitt 48 niedriger Stufe auf der Seite niedrigen Drucks). In dem für die Analyse der Ausfließrate verwendeten Modell ist der Abstand Cb der gleiche wie der Abstand Ca. Diesbezüglich sind der Abstand Ca und der Abstand Cb auf C eingestellt. Die Dicke Td ist eine Breite des distalen Endes der dritten Flosse 53 in der Strömungsrichtung X.
In der Labyrinthdichtung 1130, die in der 16 dargestellt ist, sind dimensionslose Abmessungen unter Verwendung des Abstands C, der in der 3 dargestellt ist, wie folgt (siehe die 3 für die Abmessungen).

Ga = 5C
Wa = 4,5C
Ha = 2C
Ea = 0,5C
Ta = 0,5C
La = 5C
Gb = 5C
Wb = 5,5C
Tb = 0,5C

In der zweiten Struktur sind alle, die ringförmigen Nuten 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe und die Nut 1172 nicht in der Labyrinthdichtung 1130 bereitgestellt, die in der 16 dargestellt ist (siehe die sechste Ausführungsform, die in der 11 dargestellt ist). In der dritten Struktur sind alle, die ringförmige Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe nicht in der Labyrinthdichtung 1130 bereitgestellt (siehe die siebte Ausführungsform, die in der 12 dargestellt ist). In der Struktur des Vergleichsbeispiels sind alle, die ringförmigen Nuten 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe, die ringförmigen Nuten 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe, und die Nut 1172 nicht in der Labyrinthdichtung 1130 bereitgestellt.
Das Vergleichsergebnis der Ausfließrate ist in der 17 dargestellt. In den zweiten und dritten Strukturen könnte die Ausfließrate im Vergleich mit der Struktur des Vergleichsbeispiels reduziert werden. Im Vergleich mit den zweiten und dritten Strukturen könnte die Ausfließrate in der ersten Struktur weiter reduziert werden. In der ersten Struktur kann die Ausfließrate um 20% oder mehr im Vergleich mit der Struktur des Vergleichsbeispiels reduziert werden.
Modifikationen
Die voranstehend beschriebenen Ausführungsformen können verschiedentlich modifiziert werden. Ein Teil der bestimmenden Elemente der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen muss nicht bereitgestellt sein. Die Anzahl der bestimmenden Elemente der Ausführungsformen kann geändert sein. Die bestimmenden Elemente der Ausführungsformen, die zueinander unterschiedlich sind, können kombiniert werden. Zum Beispiel kann die Form der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe und die Form der ringförmigen Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe, die in der 2 dargestellt sind, oder Ähnliches, unterschiedlich sein. Wie zum Beispiel in der 2 dargestellt ist, kann die Konfiguration, in der die innere Form der ringförmigen Nut 71 mit dem Abschnitt hoher Stufe in dem Drehachsenquerschnitt eine rechteckige Form ist, und die Konfiguration in der Ringförmigen Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe den bogenförmigen Abschnitt 472d hat, wie in der 9 dargestellt ist, kombiniert werden. Zum Beispiel kann zumindest einer aus dem abgeschrägten Abschnitt 572e auf der Seite hohen Drucks und dem abgeschrägten Abschnitt 572f auf der Seite niedrigen Drucks, die in der 10 dargestellt sind, zu der ringförmigen Nut 72 mit dem Abschnitt niedriger Stufe hinzugefügt werden, die den bogenförmigen Abschnitt 472d hat.
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung mit der Nr. 2016-201957 , die am 13. Oktober 2016 eingereicht wurde, und deren Inhalte hierin durch Bezug aufgenommen sind.
Bezugszeichenliste

1:: Drehende Maschine
10:: Stationärer Körper (erstes Element in der Labyrinthdichtung 30)
20:: Drehender Körper (zweites Element in der Labyrinthdichtung 30)
25:: Spalt
30, 130, 230, 330, 430, 530, 630, 730, 830, 930, 1030, 1130:: Labyrinthdichtung
40:: Gestufter Abschnitt
41:: Gestufter Abschnitt mit nach oben gestufter Struktur (gestufter Abschnitt auf
der: Seite hohen Drucks, gestufter Abschnitt auf der Seite niedrigen Drucks)
42, 542:: Gestufter Abschnitt mit nach unten gestufter Struktur (gestufter Abschnitt auf der Seite hohen Drucks, gestufter Abschnitt auf der Seite niedrigen Drucks)
50:: Flosse
51:: Erste Flosse
52:: Zweite Flosse (Flosse auf der Seite niedrigen Drucks, Flosse auf der Seite des Abschnitts mit hoher Stufe, Flosse auf der Seite des Abschnitts mit niedriger Stufe)
53:: Dritte Flosse (Flosse auf der Seite niedrigen Drucks, Flosse auf der Seite des Abschnitts mit hoher Stufe, Flosse auf der Seite des Abschnitts mit niedriger Stufe)
70:: Ringförmige Nut
71:: Ringförmige Nut mit dem Abschnitt hoher Stufe
72:: Ringförmige Nut mit dem Abschnitt niedriger Stufe
471d, 472d:: Bogenförmiger Abschnitt
571e, 572e:: Abgeschrägter Abschnitt auf der Seite hohen Drucks (abgeschrägter Abschnitt)
571f, 572f:: Abgeschrägter Abschnitt auf der Seite niedrigen Drucks (abgeschrägter Abschnitt)
X:: Strömungsrichtung
X1:: Seite hohen Drucks
X2:: Seite niedrigen Drucks
Y:: Zugewandte Richtung
Y1:: Eine Seite der zugewandten Richtung
Y2:: Andere Seite der zugewandten Richtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP S6098196 A [0002]
JP 2015108301 A [0002]
JP 2016201957 [0143]

Claims

Labyrinthdichtung, die in einer drehenden Maschine vorzusehen ist, wobei die drehende Maschine umfasst: ein erstes Element; ein zu dem ersten Element zugewandtes zweites Element; und einen zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element ausgebildeten Spalt, der konfiguriert ist, einem Fluid zu ermöglichen, in einer Strömungsrichtung von einer Seite hohen Drucks zu einer Seite niedrigen Drucks zu strömen, die eine Richtung rechtwinklig zu einer Richtung ist, in der das erste Element und das zweite Element einander zugewandt sind, wobei in einer zugewandten Richtung, die die Richtung ist, in der das erste Element und das zweite Element einander zugewandt sind, die Seite des ersten Elements relativ zu dem zweiten Element als eine Seite der zugewandten Richtung definiert ist, in der zugewandten Richtung die Seite des zweiten Elements relativ zu dem ersten Element als die andere Seite der zugewandten Richtung definiert ist, wobei die Labyrinthdichtung umfasst: einen gestuften Abschnitt, der in einem Abschnitt des zweiten Elements auf der einen Seite der zugewandten Richtung ausgebildet ist; eine Flosse, die sich von einem Abschnitt auf dem ersten Element auf der anderen Seite der zugewandten Richtung zu der anderen Seite der zugewandten Richtung erstreckt; und eine ringförmige Nut, die in einem Abschnitt des zweiten Elements auf der einen Seite der zugewandten Richtung ausgebildet ist, wobei der gestufte Abschnitt umfasst: einen gestuften Abschnitt mit einer nach oben gestuften Struktur, der zu der Seite hohen Drucks zugewandt ist; und einen gestuften Abschnitt mit einer nach unten gestuften Struktur, der zu der Seite niedrigen Drucks zugewandt ist, in dem gestuften Abschnitt mit der nach oben gestuften Struktur und dem gestuften Abschnitt mit der nach unten gestuften Struktur ein auf der Seite hohen Drucks angeordneter gestufter Abschnitt als ein gestufter Abschnitt auf der Seite hohen Drucks definiert ist, und ein auf der Seite niedrigen Drucks angeordneter gestufter Abschnitt als ein gestufter Abschnitt auf der Seite niedrigen Drucks definiert ist, und die Flosse umfasst: eine erste Flosse, die relativ zu dem gestuften Abschnitt auf der Seite hohen Drucks auf der Seite hohen Drucks angeordnet ist; eine zweite Flosse, die relativ zu dem gestuften Abschnitt auf der Seite hohen Drucks auf der Seite niedrigen Drucks angeordnet ist, wie auch relativ zu dem gestuften Abschnitt auf der Seite niedrigen Drucks auf der Seite hohen Drucks angeordnet ist; und eine dritte Flosse, die relativ zu dem gestuften Abschnitt auf der Seite niedrigen Drucks auf der Seite niedrigen Drucks angeordnet ist, und wobei die ringförmige Nut in zumindest einem Teil eines Bereichs relativ zu dem gestuften Abschnitt hohen Drucks auf der Seite niedrigen Drucks angeordnet ist, wie auch relativ zu der dritten Flosse auf der Seite hohen Drucks angeordnet ist.
Labyrinthdichtung nach Anspruch 1, wobei ein Querschnitt eines Bodens der ringförmigen Nut von einer Richtung rechtwinklig zu jeder aus der zugewandten Richtung und der Strömungsrichtung aus betrachtet eine Bogenform aufweist, die zu der anderen Seite der zugewandten Richtung vorragt.
Labyrinthdichtung nach Anspruch 1, wobei die ringförmige Nut einen abgeschrägten Abschnitt hat, der in zumindest aus einem Abschnitt aus der ringförmigen Nut auf der Seite hohen Drucks und einem Abschnitt der ringförmigen Nut auf der Seite niedrigen Drucks ausgebildet ist, und ein Ende des abgeschrägten Abschnitts auf der anderen Seite der zugewandten Richtung nahe an einer Mittelseite der ringförmigen Nut in der Strömungsrichtung relativ zu einem Ende des abgeschrägten Abschnitts auf der einen Seite der zugewandten Richtung angeordnet ist.
Labyrinthdichtung nach Anspruch 2, wobei die ringförmige Nut einen abgeschrägten Abschnitt hat, der in zumindest einem aus einem Abschnitt der ringförmigen Nut auf der Seite hohen Drucks und einem Abschnitt der ringförmigen Nut auf der Seite niedrigen Drucks ausgebildet ist, und ein Ende des abgeschrägten Abschnitts auf der anderen Seite der zugewandten Richtung nahe an einer Mittelseite der ringförmigen Nut in der Strömungsrichtung relativ zu einem Ende des abgeschrägten Abschnitts auf der einen Seite der zugewandten Richtung angeordnet ist.
Labyrinthdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei in den Flossen auf der Seite niedrigen Drucks relativ zu dem gestuften Abschnitt mit der nach oben gestuften Struktur eine Flosse, die am nächsten zu dem gestuften Abschnitt mit der nach oben gestuften Struktur liegt, als eine Flosse auf der Seite des Abschnitts hoher Stufe definiert ist, und die ringförmige Nut eine ringförmige Nut mit einem Abschnitt hoher Stufe hat, die in zumindest einem Teil eines Bereichs auf der Seite niedrigen Drucks relativ zu dem gestuften Abschnitt mit der nach oben gestuften Struktur angeordnet ist, wie auch auf der Seite hohen Drucks relativ zu der Flosse auf der Seite des Abschnitts mit hoher Stufe.
Labyrinthdichtung nach Anspruch 5, wobei das folgende Verhältnis erfüllt ist: $0 < La / Ga < 1,2 + Ta / Ga,$
wobei La ein Abstand in der Strömungsrichtung von dem gestuften Abschnitt mit der nach oben gestuften Struktur zu einem Abschnitt ist, der ein Ende der ringförmigen Nut mit dem Abschnitt hoher Stufe auf der einen Seite der zugewandten Richtung und das Ende der ringförmigen Nut mit dem Abschnitt hoher Stufe auf der Seite niedrigen Drucks ist, Ga ein Abstand in der Strömungsrichtung von dem gestuften Abschnitt mit der nach oben gestuften Struktur zu einem Abschnitt ist, der ein distales Ende der Flosse auf der Seite des Abschnitts mit hoher Stufe und das Ende der Flosse auf der Seite des Abschnitts mit hoher Stufe auf der Seite hohen Drucks ist, und Ta eine Breite des distalen Endes der Flosse auf der Seite des Abschnitts mit hoher Stufe in der Strömungsrichtung ist.
Labyrinthdichtung nach Anspruch 6, wobei das folgende Verhältnis erfüllt ist: $0,6 < La / Ga < 1,2 + Ta / Ga .$
Labyrinthdichtung nach Anspruch 5, wobei das folgende Verhältnis erfüllt ist: $0,6 < Da / Ha,$
wobei Ha eine Breite des gestuften Abschnitts mit der nach oben gestuften Struktur in der zugewandten Richtung ist, und Da eine Breite der ringförmigen Nut mit dem Abschnitt hoher Stufe in der zugewandten Richtung ist.
Labyrinthdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei in den Flossen auf der Seite niedrigen Drucks relativ zu dem gestuften Abschnitt mit der nach unten gestuften Struktur eine Flosse, die am nächsten an dem gestuften Abschnitt mit der nach unten gestuften Struktur liegt, als eine Flosse auf der Seite des Abschnitts mit niedriger Stufe definiert ist, und die ringförmige Nut eine ringförmige Nut mit einem Abschnitt niedriger Stufe hat, die in zumindest einem Teil eines Bereichs auf der Seite niedrigen Drucks relativ zu dem gestuften Abschnitt mit der nach unten gestuften Struktur wie auch auf der Seite hohen Drucks relativ zu der Flosse auf der Seite des Abschnitts mit niedriger Stufe angeordnet ist.
Labyrinthdichtung nach Anspruch 9, wobei das folgende Verhältnis erfüllt ist: $0,78 < Gb / Lb < 1, 14,$
wobei Gb ein Abstand in der Strömungsrichtung von dem gestuften Abschnitt mit der nach unten gestuften Struktur zu einem distalen Ende der Flosse auf der Seite des Abschnitts mit niedriger Stufe ist, und Lb ein Abstand in der Strömungsrichtung von dem gestuften Abschnitt mit der nach unten gestuften Struktur zu dem Abschnitt ist, der ein Ende der ringförmigen Nut mit dem Abschnitt niedriger Stufe auf der einen Seite der zugewandten Richtung und das Ende der ringförmigen Nut mit dem Abschnitt niedriger Stufe auf der Seite niedrigen Drucks ist.
Labyrinthdichtung nach Anspruch 9, wobei die ringförmige Nut mit dem Abschnitt niedriger Stufe auf der Seite niedrigen Drucks relativ zu einer Position des gestuften Abschnitts mit der nach unten gestuften Struktur ausgebildet ist.
Labyrinthdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei in den Flossen auf der Seite niedrigen Drucks relativ zu der ringförmigen Nut eine Flosse, die am nächsten zu der ringförmigen Nut liegt, als eine Flosse auf der Seite niedrigen Drucks definiert ist, und ein distales Ende der Flosse auf der Seite niedrigen Drucks auf der Seite hohen Drucks relativ zu einem proximalen Ende der Flosse auf er Seite niedrigen Drucks angeordnet ist.
Labyrinthdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der gestufte Abschnitt mit der nach oben gestuften Struktur der gestufte Abschnitt auf der Seite hohen Drucks ist, und der gestufte Abschnitt mit der nach unten gestuften Struktur der gestufte Abschnitt auf der Seite niedrigen Drucks ist.
Labyrinthdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der gestufte Abschnitt mit der nach unten gestuften Struktur der gestufte Abschnitt auf der Seite hohen Drucks ist, und der gestufte Abschnitt mit der nach oben gestuften Struktur der gestufte Abschnitt auf der Seite niedrigen Drucks ist.
Labyrinthdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Mehrzahl von Strukturen Seite an Seite in der Strömungsrichtung angeordnet ist, wobei jede Struktur den gestuften Abschnitt mit der nach oben gestuften Struktur, den gestuften Abschnitt mit der nach unten gestuften Struktur, die Flosse und die ringförmige Nut hat.