旋轉(zhuǎn)機(jī)械的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)機(jī)械，尤其是涉及具備減少泄漏損失的密封機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械。
[0002]本申請主張在2013年4月3日提出申請的日本特愿2013-078029號的優(yōu)先權(quán)，并將其內(nèi)容援引于本文中。
【背景技術(shù)】
[0003]在蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，為了防止蒸汽等工作流體從形成于靜止側(cè)(殼體)與旋轉(zhuǎn)側(cè)(動葉片)之間的間隙泄漏而使用密封機(jī)構(gòu)(例如參照專利文獻(xiàn)I)。
[0004]例如，為了減少通過了靜葉片之后的工作流體在動葉片與殼體之間的間隙(動葉片梢腔室)內(nèi)通過，已知有例如在殼體的內(nèi)周形成有向動葉片延伸的密封片等密封部件的技術(shù)。
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2006-104952號公報
[0006]專利文獻(xiàn)2:美國專利第7004475號說明書

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]然而，近年來，在旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，存在產(chǎn)生低頻振動等自激振動的事例。該自激振動的原因是，在通過靜葉片而具有較強(qiáng)的周向速度分量(渦旋分量、回旋分量)的流動(回旋流)通過密封片時，在密封片間的腔室內(nèi)形成在周向上不均勻的壓力分布。
[0008]從這種背景出發(fā)，旋轉(zhuǎn)機(jī)械的密封機(jī)構(gòu)希望用于使渦旋分量減少/衰減的結(jié)構(gòu)。作為這種結(jié)構(gòu)，如專利文獻(xiàn)2所記載的裝置那樣，已知有在動葉片梢腔室內(nèi)設(shè)置干擾板的技術(shù)。
[0009]但是，該裝置使用的密封部件成為由密封片和干擾板構(gòu)成的蜂窩結(jié)構(gòu)。具體而言，該蜂窩結(jié)構(gòu)成為通過沿軸向延伸的干擾板而分割密封片的結(jié)構(gòu)，由于連續(xù)的干擾板而工作流體無法進(jìn)入至結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，因此渦旋減少效果較低。
[0010]本發(fā)明目的在于提供一種旋轉(zhuǎn)機(jī)械，該旋轉(zhuǎn)機(jī)械具備能夠進(jìn)一步增強(qiáng)回旋流的減少效果的密封機(jī)構(gòu)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的第一方案，旋轉(zhuǎn)機(jī)械的特征在于，具備:轉(zhuǎn)子，具有繞著軸線旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子主體和以從該轉(zhuǎn)子主體向徑向外側(cè)延伸的方式配置的動葉片；殼體，以從外周側(cè)包圍該轉(zhuǎn)子的方式配置，并且形成有供上述動葉片的前端進(jìn)入的腔室；多個密封片，從上述殼體的上述腔室的內(nèi)周面向上述動葉片的前端延伸，對上述殼體與上述動葉片之間的空間進(jìn)行密封；及渦旋隔斷器，在上述多個密封片之間，從上述殼體的上述腔室的內(nèi)周面向徑向內(nèi)側(cè)延伸，并具有供回旋流碰撞的回旋流碰撞面，并且在上述回旋流碰撞面的至少一部分形成有使上述回旋流沿周向通過的回旋流通過部。
[0012]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在密封片與密封片之間配置有渦旋隔斷器，由此回旋流與渦旋隔斷器發(fā)生碰撞，從而能夠通過渦旋隔斷器使回旋流的動壓力衰減而使回旋流減少。
[0013]另外，通過在回旋流碰撞面上形成回旋流通過部，在回旋流碰撞面存在的徑向位置處回旋流通過該回旋流通過部并沿周向流動，因此能夠增強(qiáng)回旋流的減少效果。
[0014]在上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，可以是，上述回旋流通過部是形成在上述回旋流碰撞面與軸線方向一側(cè)的上述密封片及軸線方向另一側(cè)的上述密封片中的至少一方之間的間隙。
[0015]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠以更簡單的結(jié)構(gòu)形成回旋流通過部。
[0016]在上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，可以是，上述回旋流碰撞面以與上述回旋流的流動方向正交的方式相對于上述軸線方向傾斜地形成。
[0017]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠更有效地減少回旋流。
[0018]在上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，可以是，上述渦旋隔斷器由板狀體形成，上述回旋流碰撞面以相對于上述軸線方向的角度在上述回旋流碰撞面的基端側(cè)和前端側(cè)不同的方式形成。
[0019]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，對于在上游側(cè)的密封片與下游側(cè)的密封片之間反復(fù)彈回的回旋流的行跡，能夠形成更適合的渦旋隔斷器。
[0020]在上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，可以是，渦旋隔斷器由形成有至少一個孔的板狀體形成，上述回旋流通過部是上述至少一個孔。
[0021]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過調(diào)整孔的直徑、形狀、數(shù)量、配置等，對于回旋流的行跡，能夠形成更適合的渦旋隔斷器。
[0022]在上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，可以是，對上述渦旋隔斷器的上述回旋流碰撞面和上述密封片的表面中的至少一方實施凹坑加工。
[0023]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，與將回旋碰撞面及密封片設(shè)為平滑面的情況相比，回旋流與渦旋隔斷器及密封片的摩擦引起的能量損失增加，因此蒸汽中所包含的回旋分量的減少效果增大。
[0024]在上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，可以是，上述渦旋隔斷器的截面形狀為波形。
[0025]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，除了具有徑向的渦度的剝離流之外，還產(chǎn)生具有軸向/周向的渦度的規(guī)模較小的多個渦流。由此，密封片間的空間內(nèi)的流動的紊亂增大，蒸汽中所包含的回旋分量的減少效果增大。
[0026]在上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，可以是，上述渦旋隔斷器以寬度隨著朝向徑向內(nèi)周側(cè)而變窄的方式形成。
[0027]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，容易將通過了密封片的泄漏噴氣導(dǎo)入到設(shè)置有渦旋隔斷器的由密封片包圍的空間內(nèi)，能夠進(jìn)一步增強(qiáng)渦旋隔斷器的效果。
[0028]發(fā)明效果
[0029]根據(jù)本發(fā)明，在密封片與密封片之間配置有渦旋隔斷器，由此回旋流與渦旋隔斷器發(fā)生碰撞，從而能夠通過渦旋隔斷器使回旋流的動壓力衰減而使回旋流減少。另外，通過在回旋流碰撞面上形成回旋流通過部，回旋流容易通過該回旋流通過部，能夠增強(qiáng)回旋流的減少效果。
【附圖說明】
[0030]圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式的蒸汽輪機(jī)的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0031]圖2是第一實施方式的蒸汽輪機(jī)的密封片的主要部分放大剖視圖，是圖1的I的放大剖視圖。
[0032]圖3是從徑向外側(cè)觀察第一實施方式的蒸汽輪機(jī)的密封片的圖。
[0033]圖4是對未配置渦旋隔斷器的情況下的流入到環(huán)狀槽的泄漏蒸汽的行跡進(jìn)行說明的與圖2對應(yīng)的圖。
[0034]圖5是圖4的A-A向視剖視圖。
[0035]圖6是圖4的B-B向視剖視圖。
[0036]圖7是對第一實施方式的渦旋隔斷器的作用進(jìn)行說明的圖。
[0037]圖8是對第一實施方式的渦旋隔斷器的變形例進(jìn)行說明的與圖3對應(yīng)的圖。
[0038]圖9是對第一實施方式的渦旋隔斷器的變形例進(jìn)行說明的與圖3對應(yīng)的圖。
[0039]圖10是對第一實施方式的渦旋隔斷器的變形例進(jìn)行說明的與圖3對應(yīng)的圖。
[0040]圖11是對第一實施方式的渦旋隔斷器的變形例進(jìn)行說明的與圖3對應(yīng)的圖。
[0041]圖12是對第一實施方式的渦旋隔斷器的變形例進(jìn)行說明的與圖3對應(yīng)的圖。
[0042]圖13是第二實施方式的渦旋隔斷器的與圖7對應(yīng)的圖。
[0043]圖14是從徑向外側(cè)觀察第二實施方式的渦旋隔斷器的圖。
[0044]圖15是第三實施方式的渦旋隔斷器的與圖7對應(yīng)的圖。
[0045]圖16是第三實施方式的變形例的渦旋隔斷器的與圖7對應(yīng)的圖。
[0046]圖17是第三實施方式的變形例的渦旋隔斷器的與圖7對應(yīng)的圖。
[0047]圖18是第四實施方式的渦旋隔斷器的與圖3對應(yīng)的圖。
[0048]圖19是第四實施方式的渦旋隔斷器的主視圖，是表示回旋流碰撞面的圖。
[0049]圖20是第五實施方式的渦旋隔斷器的立體圖。
[0050]圖21是第五實施方式的渦旋隔斷器的變形例的立體圖。
[0051]圖22是從徑向外側(cè)觀察第五實施方式的渦旋隔斷器的圖。
[0052]圖23是第六實施方式的渦旋隔斷器的與圖7對應(yīng)的圖。
[0053]圖24是第六實施方式的渦旋隔斷器的變形例的與圖7對應(yīng)的圖。
[0054]圖25是第六實施方式的渦旋隔斷器的變形例的與圖7對應(yīng)的圖。
【具體實施方式】
[0055](第一實施方式)
[0056]以下，基于附圖對作為本發(fā)明的第一實施方式的旋轉(zhuǎn)機(jī)械的蒸汽輪機(jī)進(jìn)行說明。
[0057]如圖1所示，本實施方式的蒸汽輪機(jī)I具備:殼體10 ;調(diào)整閥20，對流入到殼體10的蒸汽S的量和壓力進(jìn)行調(diào)整；轉(zhuǎn)子30，以旋轉(zhuǎn)自如的方式設(shè)于殼體10的內(nèi)側(cè)，并將動力向未圖示的發(fā)電機(jī)等機(jī)械傳遞；靜葉片40，保持在殼體10上；動葉片50，設(shè)于轉(zhuǎn)子30 ;及軸承部60，將轉(zhuǎn)子30支撐為能夠繞軸旋轉(zhuǎn)。
[0058]殼體10將內(nèi)部空間氣密地密封，并且作為蒸汽S的流路。在該殼體10的內(nèi)壁面上牢固地固定有供轉(zhuǎn)子30插通的環(huán)狀的分隔板外圈(靜止環(huán)狀體)11。
[0059]在殼體10的內(nèi)部安裝有多個調(diào)整閥20。多個調(diào)整閥20具備:供蒸汽S從未圖示的鍋爐流入的調(diào)整閥室21、閥芯22及閥座23，當(dāng)閥芯22離開閥座23時，蒸汽流路打開，蒸汽S經(jīng)由蒸汽室24流入到殼體10的內(nèi)部空間。
[0060]轉(zhuǎn)子30具備轉(zhuǎn)子主體31和從該轉(zhuǎn)子主體31的外周沿著轉(zhuǎn)子30的徑向(