JPWO2015056343A1 - 軸シール装置、及びこれを備える回転機械 - Google Patents
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Abstract
Description
回転軸と前記回転軸の外周側を覆うステータとの間の環状空間を前記回転軸が延びる軸方向で低圧領域側と高圧領域側とに分ける軸シール装置において、前記回転軸を中心として周方向に延びる環状凹部が形成され、前記ステータに固定されているハウジングと、前記回転軸の外周に配置され、前記回転軸の径方向外側の部分が前記ハウジングの前記環状凹部に収納されているシール体と、厚さ方向を前記軸方向に向け、前記ハウジングの前記環状凹部内で前記シール体の前記高圧領域側に沿って配置されている高圧サイドシール板と、を備え、
前記シール体と前記ハウジングと前記高圧サイドシール板とのうち何れか一の部材の前記径方向外側に、前記低圧領域側の流体が前記シール体中の一部を通って流入し得る流入溝が形成され、前記ハウジングと前記高圧サイドシール板とのうち一方の部材に、前記流入溝と前記高圧領域側の空間とを連通させる連通路が形成されている。
前記第一態様としての軸シール装置において、前記低圧領域側の圧力に対する前記高圧領域側の相対圧力変化で変位し、前記低圧領域側が前記高圧領域側よりも高圧である非定常時に、前記シール本体から前記流入溝及び前記連通路を経て前記高圧領域側の空間に至る非定常時流路を開放し、前記高圧領域側が前記低圧領域側よりも高圧である定常時に、前記非定常時流路の一部を塞ぐ閉塞材を備えている。
前記第二態様としての軸シール装置において、前記高圧サイドシール板は、前記ハウジング及び前記シール体に対して、前記軸方向に相対移動可能に前記環状凹部に配置され、前記閉塞材は、前記定常時に、前記シール体に接して前記非定常時流路の一部を塞ぎ、前記非定常時に、前記シール体に対して非接触状態になって前記非定常時流路を開放する前記高圧サイドシール板である。
前記第一から前記第三のいずれか一態様の軸シール装置において、前記ハウジングには、前記流入溝から前記ハウジング内を貫通して前記高圧領域側の空間に連通する複数の前記連通路が形成されている。
前記第二態様としての軸シール装置において、前記ハウジングには、前記流入溝から前記ハウジング内を貫通して前記高圧領域側の空間に連通する複数の前記連通路が形成されていると共に、前記連通路と連通して前記閉塞材を収納し、空間であって、前記定常時に前記連通路を塞ぐ閉塞位置と、前記非定常時に前記連通路を開放する開放位置との間で、前記閉塞材を移動可能に収納する閉塞材収納部が形成されている。
回転軸と前記回転軸の外周側を覆うステータとの間の環状空間を前記回転軸が延びる軸方向で低圧領域側と高圧領域側とに分ける軸シール装置において、前記回転軸を中心として周方向に延びる環状凹部が形成され、前記ステータに固定されているハウジングと、前記回転軸の外周に配置され、前記回転軸の径方向外側の部分が前記ハウジングの前記環状凹部に収納されているシール体と、厚さ方向を前記軸方向に向け、前記ハウジングの前記環状凹部内で前記シール体の前記高圧領域側に沿って配置されている高圧サイドシール板と、を備え、
前記シール体と前記ハウジングと前記高圧サイドシール板とのうち前記シール体を含む部材には、前記低圧領域側が前記高圧領域側よりも高圧である非定常時に前記低圧領域側の流体が前記高圧領域側に流れる過程で、前記シール体を前記回転軸に対して浮上させる流れを発生させる非定常時流路が形成されている。
前記第六態様としての軸シール装置において、前記低圧領域側の圧力に対する前記高圧領域側の相対圧力変化で変位し、前記高圧領域側が前記低圧領域側よりも高圧である定常時に、前記非定常時流路の一部を塞ぎ、前記非定常時に前記非定常時流路を開放する閉塞材を備えている。
以上のいずれかの態様の軸シール装置と、前記回転軸と、前記ステータと、を備えている。
ガスタービン設備は、図1に示すように、多量の空気を内部に取り入れて圧縮する圧縮機2と、この圧縮機2で圧縮された圧縮空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器3と、燃焼器3からの燃焼ガスで駆動するタービン4とを備えている。
本実施形態の軸シール装置100は、図2に示すように、ガスタービンの回転軸6(以下、単に回転軸6とする)の外周に沿って、周方向Dcに円弧状に延びる複数のシールセグメント101を有して構成されている。
次に、本発明に係る軸シール装置の第二実施形態について、図11を参照して説明する。
次に、本発明に係る軸シール装置の第三実施形態について、図12を参照して説明する。
次に、本発明に係る軸シール装置の第四実施形態について、図13を参照して説明する。
次に、本発明に係る軸シール装置の第五実施形態について、図14を参照して説明する。
Claims (8)
- 回転軸と前記回転軸の外周側を覆うステータとの間の環状空間を前記回転軸が延びる軸方向で低圧領域側と高圧領域側とに分ける軸シール装置において、
前記回転軸を中心として周方向に延びる環状凹部が形成され、前記ステータに固定されているハウジングと、
前記回転軸の外周に配置され、前記回転軸の径方向外側の部分が前記ハウジングの前記環状凹部に収納されているシール体と、
厚さ方向を前記軸方向に向け、前記ハウジングの前記環状凹部内で前記シール体の前記高圧領域側に沿って配置されている高圧サイドシール板と、
を備え
前記シール体と前記ハウジングと前記高圧サイドシール板とのうち何れか一の部材の前記径方向外側に、前記低圧領域側の流体が前記シール体中の一部を通って流入し得る流入溝が形成され、
前記ハウジングと前記高圧サイドシール板とのうち一方の部材に、前記流入溝と前記高圧領域側の空間とを連通させる連通路が形成されている、
軸シール装置。 - 前記低圧領域側の圧力に対する前記高圧領域側の相対圧力変化で変位し、前記低圧領域側が前記高圧領域側よりも高圧である非定常時に、前記シール体から前記流入溝及び前記連通路を経て前記高圧領域側の空間に至る非定常時流路を開放し、前記高圧領域側が前記低圧領域側よりも高圧である定常時に、前記非定常時流路の一部を塞ぐ閉塞材を備えている、
請求項1に記載の軸シール装置。 - 前記高圧サイドシール板は、前記ハウジング及び前記シール体に対して、前記軸方向に相対移動可能に前記環状凹部に配置され、
前記閉塞材は、前記定常時に、前記シール体に接して前記非定常時流路の一部を塞ぎ、前記非定常時に、前記シール体に対して非接触状態になって前記非定常時流路を開放する前記高圧サイドシール板である、
請求項2に記載の軸シール装置。 - 前記ハウジングには、前記流入溝から前記ハウジング内を貫通して前記高圧領域側の空間に連通する複数の前記連通路が形成されている、
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の軸シール装置。 - 前記ハウジングには、前記流入溝から前記ハウジング内を貫通して前記高圧領域側の空間に連通する複数の前記連通路が形成されていると共に、前記連通路と連通して前記閉塞材を収納し、前記定常時に前記連通路を塞ぐ閉塞位置と、前記非定常時に前記連通路を開放する開放位置との間で、前記閉塞材を移動可能に収納する閉塞材収納部が形成されている、
請求項2に記載の軸シール装置。 - 回転軸と前記回転軸の外周側を覆うステータとの間の環状空間を前記回転軸が延びる軸方向で低圧領域側と高圧領域側とに分ける軸シール装置において、
前記回転軸を中心として周方向に延びる環状凹部が形成され、前記ステータに固定されているハウジングと、
前記回転軸の外周に配置され、前記回転軸の径方向外側の部分が前記ハウジングの前記環状凹部に収納されているシール体と、
厚さ方向を前記軸方向に向け、前記ハウジングの前記環状凹部内で前記シール体の前記高圧領域側に沿って配置されている高圧サイドシール板と、
を備え、
前記シール体と前記ハウジングと前記高圧サイドシール板とのうち前記シール体を含む部材には、前記低圧領域側が前記高圧領域側よりも高圧である非定常時に前記低圧領域側の流体が前記高圧領域側に流れる過程で、前記シール体を前記回転軸に対して浮上させる流れを発生させる非定常時流路が形成されている、
軸シール装置。 - 前記低圧領域側の圧力に対する前記高圧領域側の相対圧力変化で変位し、前記高圧領域側が前記低圧領域側よりも高圧である定常時に、前記非定常時流路の一部を塞ぎ、前記非定常時に前記非定常時流路を開放する閉塞材を備えている、
請求項7に記載の軸シール装置。 - 請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の軸シール装置と、
前記回転軸と、
前記ステータと、
を備えていることを特徴とする回転機械。
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