JP2011141015A - Sealing device and fluid machine equipped with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シール装置及びこれを備えた流体機械に関するものである。 The present invention relates to a sealing device and a fluid machine including the same.
周知のように、回転可能に設けられたロータ及びこのロータを囲繞するステータを備えた流体機械においては、ロータとステータとの間に形成される半径方向の隙間を封止するシール部を備えたものがある。例えば、多段遠心圧縮機は、インペラが軸方向に複数段設けられたロータとこのロータを収容するハウジングとから概略構成されるが、各段のインペラ入口付近におけるインペラ外周部とハウジング内周部との間の半径方向の隙間にラビリンスシールを設けたものがある(例えば、下記特許文献1参照)。
As is well known, a fluid machine including a rotor provided rotatably and a stator surrounding the rotor includes a seal portion that seals a radial gap formed between the rotor and the stator. There is something. For example, a multi-stage centrifugal compressor is roughly composed of a rotor in which impellers are provided in a plurality of stages in the axial direction and a housing that accommodates the rotor, and an impeller outer peripheral portion and a housing inner peripheral portion in the vicinity of the impeller inlet of each stage. There is one in which a labyrinth seal is provided in a gap in the radial direction between them (for example, see
ところで、上記のような流体機械においては、周方向の速度成分を有し、ステータの内周に沿って流れる旋回流が生じる場合があり、このような旋回流がシール部に流入すると軸系の固有振動数が励起されて振動が増大してしまう。 By the way, in the fluid machine as described above, a swirling flow having a circumferential velocity component and flowing along the inner periphery of the stator may occur. When such swirling flow flows into the seal portion, the shaft system The natural frequency is excited and the vibration increases.
この旋回流による振動を抑制する手段として、シール部において径方向内方側に延出するスワールブレーカを周方向に間隔を空けて複数設けたシール装置が知られている(例えば、下記非特許文献1参照)。すなわち、スワールブレーカで周方向に流れる旋回流を遮ることにより、旋回流を減速させて振動の増大を阻止するものである。 As a means for suppressing vibration due to the swirling flow, a sealing device is known in which a plurality of swirl breakers extending radially inward in the seal portion are provided at intervals in the circumferential direction (for example, the following non-patent document) 1). That is, by blocking the swirling flow flowing in the circumferential direction by the swirl breaker, the swirling flow is decelerated to prevent an increase in vibration.
しかしながら、従来の技術においては、流体機械の運転の状況によって振動抑制効果に差異が生じ、安定して振動抑制効果を得ることができないという問題があった。 However, in the prior art, there is a problem in that the vibration suppression effect varies depending on the operation state of the fluid machine, and the vibration suppression effect cannot be obtained stably.
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、振動抑制効果を安定的に得ることができるシール装置及び流体機械を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a sealing device and a fluid machine that can stably obtain a vibration suppressing effect.
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係るシール装置は、回転可能に設けられたロータと前記ロータを囲繞するステータとの間に形成される半径方向の隙間を封止するシール部と、前記ステータから径方向内方側に延出して前記隙間を周方向に流れる旋回流を遮るスワールブレーカとを備え、前記スワールブレーカは、軸方向において前記シール部よりも高圧側に設けられ、前記旋回流に対する迎え角が変更可能であることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following means.
That is, the sealing device according to the present invention includes a seal portion that seals a radial gap formed between a rotor that is rotatably provided and a stator that surrounds the rotor, and a radially inward portion from the stator. And a swirl breaker that blocks the swirling flow that flows in the circumferential direction through the gap. The swirl breaker is provided on the high pressure side of the seal portion in the axial direction, and the angle of attack with respect to the swirling flow can be changed. It is characterized by being.
この構成によれば、旋回流に対するスワールブレーカの迎え角が変更可能であるので、振動抑制効果が不十分な場合にスワールブレーカの迎え角を変更することにより、十分な振動抑制効果を得ることができる。すなわち、例えば、ロータが低回転から高回転となって運転状況が変化した場合においては、旋回流の速度や角度が変化するために、旋回流を十分に減速させることができる迎え角の大きさが変化する。しかしながら、上述した構成によれば、スワールブレーカを適切な迎え角に変更させて、旋回流を十分に減速させることができ、軸振動を抑制することができる。従って、運転状況に関わらず、振動抑制効果を安定的に得ることができる。 According to this configuration, since the angle of attack of the swirl breaker with respect to the swirl flow can be changed, it is possible to obtain a sufficient vibration suppressing effect by changing the angle of attack of the swirl breaker when the vibration suppressing effect is insufficient. it can. That is, for example, when the operating state changes from a low rotation to a high rotation, the speed and angle of the swirling flow change, so that the angle of attack that can sufficiently decelerate the swirling flow is large. Changes. However, according to the above-described configuration, the swirl breaker can be changed to an appropriate angle of attack, the swirling flow can be sufficiently decelerated, and the shaft vibration can be suppressed. Therefore, the vibration suppressing effect can be stably obtained regardless of the driving situation.
また、前記スワールブレーカは、前記スワールブレーカの延出方向周りに回動可能に設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、スワールブレーカが、スワールブレーカの延出方向周りに回動可能に設けられているので、比較的に少ない動作でスワールブレーカの迎え角を容易に変更することができる。
The swirl breaker is provided so as to be rotatable around the extending direction of the swirl breaker.
According to this configuration, since the swirl breaker is provided so as to be rotatable around the extending direction of the swirl breaker, the angle of attack of the swirl breaker can be easily changed with a relatively small amount of operation.
また、前記旋回流の流れを計測するセンサ部と、前記スワールブレーカの迎え角を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記センサ部から入力された計測値に基づいて、前記旋回流に前記スワールブレーカが交差するように、前記迎え角を制御することを特徴とする。
この構成によれば、制御部が、旋回流に対してスワールブレーカが交差するように迎え角を制御するので、スワールブレーカの迎え角を自動的に調整して旋回流を自動的かつ継続的に減速させることができる。
In addition, a sensor unit that measures the flow of the swirl flow and a control unit that controls an angle of attack of the swirl breaker, the control unit based on the measurement value input from the sensor unit. The angle of attack is controlled so that the swirl breaker intersects the first and second swirl breakers.
According to this configuration, since the control unit controls the angle of attack so that the swirl breaker intersects the swirl flow, the swirl flow is automatically and continuously adjusted by automatically adjusting the angle of attack of the swirl breaker. It can be decelerated.
また、軸方向に対して前記スワールブレーカが形成する傾斜角であって前記旋回流の速度が最小となる最適傾斜角を前記ロータの異なる回転数毎に記憶する記憶部と、前記スワールブレーカの迎え角を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記ロータの回転数に応じて、前記傾斜角が最適傾斜角となるように、前記迎え角を制御することを特徴とする。
この構成によれば、ロータの回転数に応じて、スワールブレーカの傾斜角が最適傾斜角となるように迎え角を制御するので、ロータの回転数に比例して周方向に沿うようになる旋回流の性質を利用して、スワールブレーカの迎え角を自動的に調整して旋回流を自動的かつ継続的に減速させることができる。
A storage unit that stores an inclination angle formed by the swirl breaker with respect to an axial direction and that minimizes the speed of the swirling flow for each of the different rotation speeds of the rotor; and the reception of the swirl breaker A control unit that controls an angle, and the control unit controls the angle of attack so that the tilt angle becomes an optimum tilt angle according to the number of rotations of the rotor.
According to this configuration, the angle of attack is controlled so that the tilt angle of the swirl breaker becomes the optimum tilt angle according to the rotational speed of the rotor, so that the turning that follows the circumferential direction in proportion to the rotational speed of the rotor Using the nature of the flow, the swirl flow can be automatically and continuously decelerated by automatically adjusting the angle of attack of the swirl breaker.
さらに、本発明に係る流体機械は、上記のいずれのシール装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、上記いずれかのシール装置を備えるので、振動が安定して抑制された流体機械を得ることができる。
Furthermore, the fluid machine according to the present invention includes any one of the above-described sealing devices.
According to this configuration, since any one of the above-described sealing devices is provided, a fluid machine in which vibration is stably suppressed can be obtained.
本発明に係るシール装置によれば、振動抑制効果を安定的に得ることができる。
また、本発明に係る流体機械によれば、振動が安定して抑制された流体機械を得ることができる。
According to the sealing device of the present invention, it is possible to stably obtain a vibration suppressing effect.
Moreover, according to the fluid machine which concerns on this invention, the fluid machine by which the vibration was suppressed stably can be obtained.
(第一実施形態)
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係るシール装置1の概略構成断面図であり、図2は、図1におけるI矢視図であり、図3は、II−II線断面図である。
図1に示すように、シール装置1は、回転可能に設けられたロータ2と、このロータ2を囲繞する筒状のハウジング(ステータ)3とを備える流体機械4に用いられている。シール装置1は、図1に示すように、ラビリンスシール(シール部)10と、複数の翼部材20と、可動機構30とから概略構成されている。
(First embodiment)
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 is a schematic cross-sectional view of a
As shown in FIG. 1, the
ラビリンスシール10は、図1に示すように、ハウジング3の周壁3aから径方向内方に延出する環状フィン11が、軸方向に複数連設されたものであり、ロータ2とハウジング3との間に形成された半径方向の隙間Sを封止して、高圧側から低圧側(図1における左側から右側)に流体が漏出するのを防止している。
As shown in FIG. 1, the
翼部材20は、図1に示すように、隙間Sに位置するスワールブレーカ部(スワールブレーカ)21とハウジング3に取り付けられた取付軸部22とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
スワールブレーカ部21は、図1から図3に示すように、板状に形成されており、取付軸部22から径方向内方に向けて延出している。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
取付軸部22は、図1及び図3に示すように、異なる二つの外径で段状に形成されており、ハウジング3の周壁3aに固定された軸受部材3b(後述する。)に回動可能に嵌合している。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
このような翼部材20は、軸受部材3bと一対となって、図1に示すように、軸方向の高圧側においてラビリンスシール10に隣接する位置に複数配設されており、図2に示すように、環状かつ等間隔に配設されている。
A plurality of
軸受部材3bは、図1及び図3に示すように、略円筒形に形成された軸受本体部3b1と、軸受本体部3b1の一端面から法線方向に突出する係止壁3b2とを備える部材であり(図5参照)、軸孔3b3が軸受本体部3b1と係止壁3b2とを貫通した形状となっている。
この軸受部材3bは、周壁3aを貫通した状態で気密に固定されており、係止壁3b2をハウジング3の外方に位置させると共に、係止壁3b2を周壁3aの接線方向に向けている(図5参照)。
なお、翼部材20は、段状に形成された取付軸部22が軸受部材3bに干渉することでスワールブレーカ部21の延出方向である径方向周り以外の変位を拘束されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the bearing
The bearing
Note that the
図4は、一の翼部材20を基準として周方向に展開した展開図である。
このスワールブレーカ部21は、図1及び図3に示すように、取付軸部22が軸受部材3bに回動可能に嵌合することで、図4に示すように、延出方向である径方向周りに所定の範囲で回動可能になっている。より具体的には、スワールブレーカ部21の部材厚の中央を通る基準中心線Pが軸方向に対して形成する傾斜角αが所定の範囲で回動可能になっている。
FIG. 4 is a development view developed in the circumferential direction with one
As shown in FIGS. 1 and 3, the
可動機構30は、図1及び図2に示すように、外環部材31と、把持部材32と、複数の連結部材33とを備えている。
外環部材31は、図2に示すように、ハウジング3の周壁3aの外径よりも大きい外径となっており、間隔を空けてハウジング3の周壁3aを囲繞している。この外環部材31は、連結部材33、翼部材20、軸受部材3bを介して周壁3aに支持されている。
把持部材32は、図2に示すように、長尺状の部材であり、外環部材31の下方にボルト止めされて、外環部材31から垂下している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
As shown in FIG. 2, the
As shown in FIG. 2, the gripping
図5は、図1におけるIII矢視図であり、図6は、図1におけるIV矢視図である。
各連結部材33は、図5に示すように、冊状の部材であり、それぞれ翼部材20と対となっている。各連結部材33は、対をなす翼部材20の取付軸部22と、外環部材31の外周面とを連結している。
5 is a view taken in the direction of arrow III in FIG. 1, and FIG. 6 is a view taken in the direction of arrow IV in FIG.
As shown in FIG. 5, each connecting
より具体的には、各連結部材33は、図5に示すように、対となった翼部材20の取付軸部22に対してボルト34aを介して連結されており、取付軸部22に対して相対変位が規制されている。
また、各連結部材33は、図5に示すように、外環部材31に対してボルト34bを介して連結されており、外環部材31に対して周方向の相対変位が規制され、径方向周りに相対回動が許容されている。
More specifically, as shown in FIG. 5, each connecting
Further, as shown in FIG. 5, each connecting
各連結部材33は、図5及び図6に示すように、対をなす翼部材20のスワールブレーカ部21の基準中心線Pが、連結部材33の長手方向に向くように、翼部材20と連結されている。
各連結部材33は、図5及び図6に示すように、連結部材33の長手方向をスワールブレーカ部21の基準中心線Pに重ねている。各連結部材33は、図1及び図2に示すように、把持部材32が最下方に位置した初期位置において、スワールブレーカ部21の基準中心線Pと共にその長手方向を軸方向に向けるように設定されている。この状態においては、図5に示すように、軸受部材3bの係止壁3b2と外環部材31との間に間隙Gが形成されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, each connecting
As shown in FIGS. 5 and 6, each connecting
図7は、可動機構30が作動した場合の図1におけるIII矢視図であり、図8は、可動機構30が作動した場合の図1におけるIV矢視図である。
上記のような可動機構30は、外環部材31が周方向に回動するとこの外環部材31に各連結部材33が従動する。
すなわち、外環部材31が周方向に力を受けると、連結部材33が周方向に力を受ける。上述したように、連結部材33は、外環部材31に対して周方向の相対変位が規制され、径方向周りに相対回動が許容されている。また、径方向周りに回動可能な取付軸部22に対して相対変位が規制されている。このため、図4及び図6に示すように、連結部材33が、翼部材20の取付軸部22を回転中心にして、長手方向を軸方向に向けた状態から接線方向(あるいは周方向)に傾けるようにして回動する。この回動によって、翼部材20のスワールブレーカ部21は、図5に示すように、基準中心線Pを長手方向に向けた状態(傾斜角α=0°)から、図7に示すように、接線方向(あるいは周方向)に傾けるようにして回動する(傾斜角α>0°、又は、傾斜角α<0°)。
7 is a view taken along arrow III in FIG. 1 when the
In the
That is, when the
この際、軸受部材3bの係止壁3b2と外環部材31との間の間隙Gが小さくなって、図7に示すように、係止壁3b2と外環部材31とが接触すると(間隙G=0)傾斜角αが最大となって、スワールブレーカ部21の回動が所定の範囲に規制されるようになっている。
このように、可動機構30は、各翼部材20を同期させて、軸方向に対するスワールブレーカ部21の傾斜角αを変更する。
なお、設定した傾斜角αをより確実に固定するために固定ピン等を用いてもよい。
At this time, when the gap G between the locking wall 3b2 of the bearing
In this way, the
A fixing pin or the like may be used in order to more securely fix the set inclination angle α.
続いて、シール装置1の動作について説明する。以下の説明においては、流体機械4の運転を高出力モード(高回転状態)から低出力モード(低回転状態)にする場合について説明する。
まず、ロータ2の回転によって、ロータ2の周囲の流体にはロータ2から回転接線方向にせん断力が作用する。このせん断力の作用によって周方向の速度成分を有する旋回流Cが発生する(以下、高出力モードの旋回流Cを「旋回流C1」とする)。
Next, the operation of the
First, due to the rotation of the
流体機械4の運転が高出力モードの場合には、ロータ2が高回転となっているために、流体に作用するせん断力が相対的に大となって、旋回流C1の軸方向の速度成分に対して接線方向の速度成分の比率が大となる。このため、旋回流C1の方向は、図4に示すように、周方向に沿ったものとなる。
When the operation of the fluid machine 4 is in the high output mode, since the
この際、翼部材20のスワールブレーカ部21は、図4に示すように、基準中心線Pを軸方向に向けているために、旋回流C1との相対角度である迎え角β1が略直角となり、スワールブレーカ部21に対して旋回流C1が直交するように衝突する。このため、旋回流C1の接線方向の速度成分を十分に減速する。
接線方向の速度成分が十分に減速された流体が、ラビリンスシール10に流入したとしてもロータ2の固有振動数が励起されず、ロータ2が振動のない状態で安定的に回転する。
At this time, as shown in FIG. 4, the
Even if the fluid in which the velocity component in the tangential direction is sufficiently decelerated flows into the
一方、流体機械4の運転を低出力モードにした場合には、ロータ2が低回転となるために、ロータ2の周囲の流体に作用するせん断力が相対的に小となる。この際の旋回流Cは、軸方向の速度成分に対する接線方向の速度成分の比率が、高出力モードの場合と比べて小となる(以下、低出力モードの旋回流Cを「旋回流C2」とする)。このため、旋回流C2は、図4に示すように、軸方向に傾斜したものとなる。
On the other hand, when the operation of the fluid machine 4 is set to the low output mode, the
この際、翼部材20のスワールブレーカ部21は、図4に示すように、基準中心線Pを軸方向に向けているために、旋回流C2に対する迎え角β2が鋭角となり、スワールブレーカ部21に対して旋回流C2が斜めに衝突する。このため、スワールブレーカ部21に衝突した旋回流C2の接線方向の速度成分を十分に減速することができず、さらに、旋回流C2がスワールブレーカ部21に沿って流れてしまってラビリンスシール10に流入する。このため、接線方向の速度成分が十分に減速されずに旋回流C2がラビリンスシール10に流入し、ロータ2の固有振動数が励起されてロータ2が不安定振動してしまう恐れがある。
At this time, as shown in FIG. 4, the
そこで、軸方向に対するスワールブレーカ部21の傾斜角αを変更することにより、旋回流C2に対するスワールブレーカ部21の相対角度である迎え角βを、旋回流C2を十分に減速することができる角度に調整する。具体的には、上述したように、可動機構30を作動させて、迎え角β2が略直角の迎え角β2´となるように、スワールブレーカ部21を延出方向周りに回動させる。
Therefore, by changing the inclination angle α of the
スワールブレーカ部21が迎え角β2´になると、旋回流C2がスワールブレーカ部21に直交するように衝突するため、旋回流C2の接線方向の速度成分を十分に減速する。上述したように、接線方向の速度成分が十分に減速された流体が、ラビリンスシール10に流入したとしても、ロータ2の固有振動数が励起されないので、ロータ2が振動のない状態で安定的に回転する。
When the
以上説明したように、本実施形態のシール装置1においては、旋回流C(C1,C2)に対するスワールブレーカ部21の迎え角βが変更可能であるので、振動抑制効果が不十分な場合にスワールブレーカ部21の迎え角βを変更することにより、十分な振動抑制効果を得ることができる。すなわち、例えば、ロータ2が低回転から高回転となって運転状況が変化した場合においては、旋回流Cの速度や角度が変化するために、旋回流Cを十分に減速させることができる迎え角βの大きさが変化する。しかしながら、上述した構成によれば、スワールブレーカ部21を適切な迎え角βに変更させて、旋回流Cを十分に減速させることができ、軸振動を抑制することができる。従って、運転状況に関わらず、振動抑制効果を安定的に得ることができる。
As described above, in the
また、スワールブレーカ部21が、スワールブレーカ部21の延出方向周りに回動可能に設けられているので、比較的に少ない動作でスワールブレーカ部21の迎え角βを容易に変更することができる。
Further, since the
また、旋回流Cに対してスワールブレーカ部21が直交するように迎え角β(β1,β2)に調整することで、旋回流Cの接線方向の速度成分を十分に減速させることができ、高い振動抑制効果を得ることができる。
Further, by adjusting the angle of attack β (β1, β2) so that the
また、本実施形態の流体機械4においては、シール装置1を備えるので、ロータ2の幅広い回転域で振動を安定して抑制することができる。
Moreover, in the fluid machine 4 of this embodiment, since the
(第二実施形態)
図9は、本発明の第二実施形態に係るシール装置101の概略構成図であって、上述した第一実施形態の図2に相当する図である。なお、図9において、図1から図8と同様の構成要素については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
(Second embodiment)
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of the
上述した第一実施形態に係るシール装置1が外環部材31及びスワールブレーカ部21の回動を手動で行う構成であるのに対して、本実施形態のシール装置101は、外環部材31及びスワールブレーカ部21の回動を自動で行う構成にしている。
Whereas the
図9に示すようにこのシール装置101は、外環部材131と、歯車機構110と、制御装置120とを備えている。
As shown in FIG. 9, the
外環部材131は、外環部材31とほぼ同様の構成となっているが、外周部の一部に外歯31aが形成されている点で、外環部材31と異なる。
歯車機構110は、外歯31aと噛み合うと共に外部動力で回動される歯車111を備えている。
制御装置120は、記憶部121と、制御部122とを備えている。
The
The
The
図10は、旋回流速Vと傾斜角αとの関係を示したグラフであり、細線が相対的に低い回転数N1時のグラフであり、太線が相対的に高い回転数N2時のグラフである。
記憶部121は、ロータ2の所定の回転数毎に、旋回流Cの旋回流速が最小となるスワールブレーカ部21の傾斜角αを記憶している。すなわち、ロータ2の回転数が変化すると、旋回流Cの旋回方向が変化するために、旋回流Cの流速を最小とすることができるスワールブレーカ部21の最適傾斜角αjが変化する。例えば、相対的に低い回転数である回転数N1の場合には、最適傾斜角αjは小さくなり(傾斜角α1)、相対的に高い回転数である回転数N2の場合には、最適傾斜角αjは大きくなる(傾斜角α2(>α1))。
記憶部121は、この最適傾斜角αjをロータ2の所定の回転数N1・・・N2毎に記憶している。
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the turning flow velocity V and the inclination angle α, where the thin line is a graph at a relatively low rotational speed N1, and the thick line is a graph at a relatively high rotational speed N2. .
The
The
制御部122は、検出されたロータ2の回転数が入力されるようになっており、また、歯車機構110に対して駆動制御信号を出力する。より具体的には、この入力されたロータ2の回転数に基づいて記憶部121を参照して最適傾斜角αjを求め、スワールブレーカ部21が最適傾斜角αjとなるように、歯車機構110を駆動制御する。
The
以上説明したように、本実施形態に係るシール装置101によれば、ロータ2の回転数に応じて、スワールブレーカ部21の傾斜角αが最適傾斜角αjとなるように迎え角βを制御する。すなわち、ロータ2の回転数と旋回流Cの旋回方向には相関関係があることから、ロータ2の回転数に基づいて軸方向に対するスワールブレーカ部21の傾斜角αを変更することで、旋回流Cに対するスワールブレーカ部21の迎え角βを最適なものにフィードフォワード制御することが可能である。このようにロータ2の回転数に比例して周方向に沿うようになる旋回流Cの性質を利用して、スワールブレーカ部21の迎え角βを自動的に調整して旋回流Cを自動的かつ継続的に十分に減速させることができる。
As described above, according to the
また、シール装置101によれば、旋回流Cに対してスワールブレーカ部21が直交するように迎え角βを制御するので、スワールブレーカ部21の迎え角βを自動的に調整して旋回流Cを自動的かつ継続的により十分に減速させることができる。
Also, according to the
なお、本実施形態では、スワールブレーカ部21をフィードフォワード制御したが、例えば、隙間Sに流体センサを設けて旋回流の方向を検出し、この検出された旋回流の方向に対して直交するようにスワールブレーカ部21の迎え角βを変更させても、旋回流Cを自動的かつ継続的により十分に減速させることができる。このようなフィードバック制御によっても、振動抑制効果を継続して得ることが可能である。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、可動機構30を外環部材31と把持部材32と連結部材33とで構成し、歯車機構110で翼部材20を回動させたが、単純に各翼部材20に駆動モータを設けて翼部材20を回動させてもよい。
In this embodiment, the
なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、上述した実施形態では、スワールブレーカ部21を形状を板状に形成したが、他の形状でもよく、例えば、流線型のものを用いてもよい。
Note that the operation procedure shown in the above-described embodiment, various shapes and combinations of the constituent members, and the like are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
For example, in the embodiment described above, the
例えば、上述した実施形態では、流体機械4に本発明に係るシール装置1,101を適用する構成にしたが、遠心圧縮機に本発明を好適に適用し得る。
例えば、図11に示すように、軸202aにインペラ202bが設けられたロータ202とこのロータ202を収容するハウジング203とから概略構成される遠心圧縮機204において、インペラ202b入口付近におけるインペラ外周部202cとハウジング内周部203aとの間の半径方向の隙間、あるいは、ロータ202よりも軸方向下流側における軸202aとハウジング内周部203bとの間の半径方向の隙間に上述したシール装置1又はシール装置101を適用することができる。
これにより、ロータ202の幅広い回転域で振動を安定して抑制することができる
For example, in the above-described embodiment, the
For example, as shown in FIG. 11, in a
Thereby, vibration can be stably suppressed in a wide rotation range of the rotor 202.
また、上述した実施の形態では、スワールブレーカ部21が径方向に向けて延出する構成としたが、径方向側であれば軸方向や接線方向に傾いて延出していてもよい。この場合においても、スワールブレーカ部21を延出方向周りに回動可能な構成とすることで、少ない動作で迎え角αを変更することが可能である。
In the above-described embodiment, the
また、上述した実施の形態では、可動機構30を外環部材31及び連結部材33を設けてスワールブレーカ部21の傾斜角αを変更する構成としたが、可動機構30の機構については、上述したものに限られず、種々のリンク機構やカム機構を利用したものを用いることができる。
In the embodiment described above, the
また、上述した実施の形態では、ラビリンスシール10の軸方向上流側にスワールブレーカ部21を位置せしめる構成としたが、ラビリンスシール10に代えて他のシール(平行環状シールや平行溝付シール)の軸方向上流側にスワールブレーカ部21を設ける構成にしてもよい。
In the above-described embodiment, the
1,101…シール装置
2,202…ロータ
3,203…ハウジング(ステータ)
4…流体機械
C(C1,C2)…旋回流
S…隙間
10…ラビリンスシール(シール部)
21…スワールブレーカ部(スワールブレーカ)
121…記憶部
122…制御部
202…ロータ
204…遠心圧縮機(流体機械)
α…軸方向に対してスワールブレーカ部21の基準中心線Pが形成する傾斜角
β…旋回流Cに対してスワールブレーカ部21の基準中心線Pが形成する迎え角
αj…旋回流Cの流速を最小とすることができる最適傾斜角
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101 ... Sealing device 2,202 ... Rotor 3,203 ... Housing (stator)
4 ... Fluid machine C (C1, C2) ... Swirl S ...
21 ... Swirl Breaker (Swirl Breaker)
121 ...
α: Inclination angle formed by the reference center line P of the
Claims (5)
前記ステータから径方向内方側に延出して前記隙間を周方向に流れる旋回流を遮るスワールブレーカとを備え、
前記スワールブレーカは、軸方向において前記シール部よりも高圧側に設けられ、前記旋回流に対する迎え角が変更可能であることを特徴とするシール装置。 A seal portion for sealing a radial gap formed between a rotor provided rotatably and a stator surrounding the rotor;
A swirl breaker extending radially inward from the stator and blocking a swirling flow flowing in the circumferential direction through the gap,
The swirl breaker is provided on a higher pressure side than the seal portion in the axial direction, and the angle of attack with respect to the swirl flow can be changed.
前記スワールブレーカの迎え角を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記センサ部から入力された計測値に基づいて、前記旋回流に前記スワールブレーカが交差するように、前記迎え角を制御することを特徴とする請求項1又は2に記載のシール装置。 A sensor unit for measuring the flow of the swirling flow;
A control unit for controlling the angle of attack of the swirl breaker,
The said control part controls the said angle of attack so that the said swirl breaker may cross | intersect the said swirl flow based on the measured value input from the said sensor part. Sealing device.
前記スワールブレーカの迎え角を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記ロータの回転数に応じて、前記傾斜角が最適傾斜角となるように、前記迎え角を制御することを特徴とする請求項1又は2に記載のシール装置。 A storage unit that stores an optimum inclination angle that is the inclination angle formed by the swirl breaker with respect to the axial direction and that minimizes the speed of the swirling flow for each different rotation speed of the rotor;
A control unit for controlling the angle of attack of the swirl breaker,
The sealing device according to claim 1, wherein the control unit controls the angle of attack so that the inclination angle becomes an optimum inclination angle in accordance with the number of rotations of the rotor.
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