JP2019173724A - 軸シール装置及びこの軸シール装置を備える回転機械 - Google Patents
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Abstract
Description
回転軸の軸方向における流体高圧側と流体低圧側との間をシールする軸シール装置であって、
前記回転軸の周方向に積層される複数枚の薄板シール片を含むシール片積層体と、
前記流体高圧側及び前記流体低圧側のそれぞれから前記シール片積層体の外周縁側を挟むことで前記シール片積層体を支持する高圧側リテーナ及び低圧側リテーナと、
前記高圧側リテーナに支持されるとともに、前記高圧側リテーナから前記シール片積層体の内周縁側に向かって延びる板状の覆い部材であって、前記シール片積層体の前記流体高圧側の側面との間に前記回転軸の全周にわたって連続する隙間を形成する覆い部材と
を備える。
前記低圧側リテーナとは別体に構成されるとともに、前記低圧側リテーナ及び前記シール片積層体に挟まれることによって固定され、前記低圧側リテーナから前記シール片積層体の内周縁側に向かって延びる板状のバックリーフであって、前記シール片積層体の前記流体低圧側の側面に接するように構成されたバックリーフをさらに備え、
前記覆い部材の内周縁と前記回転軸の軸心との距離をD1、前記バックリーフの内周縁と前記回転軸の軸心との距離をD2と定義した場合に、D1>D2の関係を満たす。その結果、薄板シール片の振動を抑制することができる。
前記軸シール装置は、前記シール片積層体と、前記高圧側リテーナ及び前記低圧側リテーナと、前記覆い部材とを収容するハウジングをさらに備え、
前記覆い部材は、前記高圧側リテーナと一体に構成されるとともに、前記覆い部材の内周縁が前記ハウジングの支持面に当接するように構成される。
前記隙間は、前記高圧側リテーナから前記覆い部材の内周縁に向かって増加するように構成されている。
前記軸シール装置は、前記シール片積層体と、前記高圧側リテーナ及び前記低圧側リテーナと、前記覆い部材とを収容するハウジングをさらに備え、
前記覆い部材は、前記高圧側リテーナと一体に構成され、
前記高圧側リテーナは、前記ハウジングの支持面に当接するように構成される。
前記覆い部材は、前記軸方向の圧力差によって前記シール片積層体の前記流体高圧側の側面に向かって近づくように構成されている。
前記覆い部材は、前記高圧側リテーナと一体に構成されるとともに、前記圧力差によって弾性変形可能に構成され、
前記覆い部材は、前記圧力差がない場合に前記シール片積層体の内周縁側に向かって前記隙間が広がるように前記シール片積層体の前記流体高圧側の側面に対して傾斜している。
前記覆い部材は、前記高圧側リテーナと一体に構成されるとともに、前記圧力差によって弾性変形可能に構成され、
前記覆い部材は、前記シール片積層体の内周縁側に向かって薄くなるように構成されている。
前記覆い部材は、前記高圧側リテーナと一体に構成されるとともに、前記シール片積層体に対向する第1面上又は該第1面とは反対側の第2面上に、前記覆い部材を形成する金属の熱膨張率とは異なる熱膨張率を有する金属で形成された板部材を有する。
前記覆い部材は、前記高圧側リテーナと別体に構成され、
前記高圧側リテーナ内には係合空間が形成され、前記覆い部材は、前記係合空間内に挿入可能な係合部を有し、前記係合空間内に前記係合部が挿入されることで、前記高圧側リテーナに前記覆い部材が取り付けられ、
前記係合空間内に前記係合部が挿入された状態で、前記係合空間内の内面と前記係合部との間には、前記回転軸の軸方向に間隔があいている。
前記高圧側リテーナには、前記係合部が当接することによって前記覆い部材の前記シール片積層体の前記流体高圧側の側面に向かう移動を規制するストッパーが設けられている。
上記(1)〜(11)のいずれかの軸シール装置を備える。
図1に示されるように、本開示の実施形態1に係る軸シール装置1は、ガスタービンや蒸気タービン、圧縮機等の回転機械において、回転軸10の軸方向における流体高圧側11と流体低圧側12との間をシールするものである。軸シール装置1は、回転軸10の周囲に設けられた環状のハウジング20を備え、ハウジング20の内部には、回転軸10に面するように開口するとともに回転軸10の周方向に延びるように収容空間21が形成されている。軸シール装置1は、収容空間21内に、シール片積層体2を備えている。図2に示されるように、シール片積層体2は、複数枚の薄板シール片3が回転軸10の周方向に積層された環状の構成を有している。
図1に示されるように、回転軸10を備える回転機械が停止していると、シール片積層体2を構成する各薄板シール片3(図3参照)は所定の与圧で回転軸10に接触している。回転機械が起動して回転軸10が回転し始めると、各薄板シール片3の一端部3a(図3参照)と回転軸10とが摺動摩擦する。一端部3aと回転軸10とが摺動摩擦しながら回転軸10の回転数が上昇していき所定の回転数になると、動圧効果によって各薄板シール片3に浮上力が作用し、各薄板シール片3と回転軸10との間に微小な隙間を形成することによって、軸シール装置1は流体高圧側11と流体低圧側12との間をシールする。
次に、実施形態2に係る軸シール装置について説明する。実施形態2に係る軸シール装置は、実施形態1に対して、覆い部材37の構成を変更したものである。尚、実施形態2において、実施形態1の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
次に、実施形態3に係る軸シール装置について説明する。実施形態3に係る軸シール装置は、実施形態2に対して、覆い部材37と高圧側リテーナ34とを別体にしたものである。尚、実施形態3において、実施形態2の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
2 シール片積層体
2a (シール片積層体の)内周縁
2b (シール片積層体の)外周縁
2c (シール片積層体の)側面
2d (シール片積層体の)側面
2e 切欠部
3 薄板シール片
3a (薄板シール片の)一端部
3b (薄板シール片の)他端部
3c (薄板シール片の)胴部
3d (薄板シール片の)頭部
3e (薄板シール片の)首部
3f くびれ部
3g くびれ部
10 回転軸
11 流体高圧側
12 流体低圧側
20 ハウジング
21 収容空間
22 支持面
23 支持面
31 被支持部
31a (被支持部の)内周縁
31c (被支持部の)側面
31d (被支持部の)側面
32 流体高圧側溝部
33 流体低圧側溝部
34 高圧側リテーナ
34a (高圧側リテーナの)内側側面
34b (高圧側リテーナの)内側底面
34c (高圧側リテーナの)内側頂面
34d (高圧側リテーナの)内周縁
34e 突出部
35 低圧側リテーナ
35a (低圧側リテーナの)内側側面
35b (低圧側リテーナの)内側底面
35c (低圧側リテーナの)内側頂面
36 バックリーフ
36a 挿入段差部
36b (バックリーフの)内周縁
37 覆い部材
37a (覆い部材の)内周縁
37b (覆い部材の)第1面
37c (覆い部材の)第2面
37d (覆い部材の)外周縁
38 隙間
40 板部材
50 係合空間
50a (係合空間の)内面(ストッパー)
50b 第1空間部分
50c 第2空間部分
51 係合部
51a 第1部分
51b 第2部分
52 間隔
L (回転軸の)軸心
Claims (12)
- 回転軸の軸方向における流体高圧側と流体低圧側との間をシールする軸シール装置であって、
前記回転軸の周方向に積層される複数枚の薄板シール片を含むシール片積層体と、
前記流体高圧側及び前記流体低圧側のそれぞれから前記シール片積層体の外周縁側を挟むことで前記シール片積層体を支持する高圧側リテーナ及び低圧側リテーナと、
前記高圧側リテーナに支持されるとともに、前記高圧側リテーナから前記シール片積層体の内周縁側に向かって延びる板状の覆い部材であって、前記シール片積層体の前記流体高圧側の側面との間に前記回転軸の全周にわたって連続する隙間を形成する覆い部材と
を備える軸シール装置。 - 前記低圧側リテーナとは別体に構成されるとともに、前記低圧側リテーナ及び前記シール片積層体に挟まれることによって固定され、前記低圧側リテーナから前記シール片積層体の内周縁側に向かって延びる板状のバックリーフであって、前記シール片積層体の前記流体低圧側の側面に接するように構成されたバックリーフをさらに備え、
前記覆い部材の内周縁と前記回転軸の軸心との距離をD1、前記バックリーフの内周縁と前記回転軸の軸心との距離をD2と定義した場合に、D1>D2の関係を満たす、請求項1に記載の軸シール装置。 - 前記軸シール装置は、前記シール片積層体と、前記高圧側リテーナ及び前記低圧側リテーナと、前記覆い部材とを収容するハウジングをさらに備え、
前記覆い部材は、前記高圧側リテーナと一体に構成されるとともに、前記覆い部材の内周縁が前記ハウジングの支持面に当接するように構成される、請求項1または2に記載の軸シール装置。 - 前記隙間は、前記高圧側リテーナから前記覆い部材の内周縁に向かって増加するように構成されている、請求項3に記載の軸シール装置。
- 前記軸シール装置は、前記シール片積層体と、前記高圧側リテーナ及び前記低圧側リテーナと、前記覆い部材とを収容するハウジングをさらに備え、
前記覆い部材は、前記高圧側リテーナと一体に構成され、
前記高圧側リテーナは、前記ハウジングの支持面に当接するように構成される、請求項1または2に記載の軸シール装置。 - 前記覆い部材は、前記軸方向の圧力差によって前記シール片積層体の前記流体高圧側の側面に向かって近づくように構成されている、請求項5に記載の軸シール装置。
- 前記覆い部材は、前記高圧側リテーナと一体に構成されるとともに、前記圧力差によって弾性変形可能に構成され、
前記覆い部材は、前記圧力差がない場合に前記シール片積層体の内周縁側に向かって前記隙間が広がるように前記シール片積層体の前記流体高圧側の側面に対して傾斜している、請求項6に記載の軸シール装置。 - 前記覆い部材は、前記高圧側リテーナと一体に構成されるとともに、前記圧力差によって弾性変形可能に構成され、
前記覆い部材は、前記シール片積層体の内周縁側に向かって薄くなるように構成されている、請求項6または7に記載の軸シール装置。 - 前記覆い部材は、前記高圧側リテーナと一体に構成されるとともに、前記シール片積層体に対向する第1面上又は該第1面とは反対側の第2面上に、前記覆い部材を形成する金属の熱膨張率とは異なる熱膨張率を有する金属で形成された板部材を有する、請求項5に記載の軸シール装置。
- 前記覆い部材は、前記高圧側リテーナと別体に構成され、
前記高圧側リテーナ内には係合空間が形成され、前記覆い部材は、前記係合空間内に挿入可能な係合部を有し、前記係合空間内に前記係合部が挿入されることで、前記高圧側リテーナに前記覆い部材が取り付けられ、
前記係合空間内に前記係合部が挿入された状態で、前記係合空間内の内面と前記係合部との間には、前記回転軸の軸方向に間隔があいている、請求項6に記載の軸シール装置。 - 前記高圧側リテーナには、前記係合部が当接することによって前記覆い部材の前記シール片積層体の前記流体高圧側の側面に向かう移動を規制するストッパーが設けられている、請求項10に記載の軸シール装置。
- 請求項1〜11のいずれか一項に記載の軸シール装置を備える回転機械。
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JP2018065639A JP7064071B2 (ja) | 2018-03-29 | 2018-03-29 | 軸シール装置及びこの軸シール装置を備える回転機械 |
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CN114877071A (zh) * | 2022-05-12 | 2022-08-09 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | 一种带触指片的指尖密封结构及其加工方法 |
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2018
- 2018-03-29 JP JP2018065639A patent/JP7064071B2/ja active Active
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CN114877071B (zh) * | 2022-05-12 | 2023-09-05 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | 一种带触指片的指尖密封结构及其加工方法 |
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