轴密封机构制造技术

本发明专利技术提供一种轴密封机构，即使按压力作用于薄板密封片，也能抑制因此按压力而产生的变形，并防止因与旋转轴接触而产生的薄板密封片的磨损。因此，在阻止在环状空间(14)内流动的流体(G)的轴密封机构(11)中，具备：环状的密封壳(21)，设于固定部(12)；多个薄板密封片(22)，固定于密封壳(21)并且与旋转轴(13)滑动接触，层叠成环状；环状的高压侧板(25)，在与密封壳(21)之间具有高压侧间隙(δH)；环状的低压侧板(26)，在密封壳(21)与薄板密封片(22)之间形成低压侧间隙(δL)；阶梯部(31、32)，形成于薄板密封片(22)的侧缘部(22c、22d)；以及卡定部(25b、26b)，卡定阶梯部(31、32)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】轴密封机构
本专利技术涉及一种绕蒸汽轮机、燃气轮机的旋转轴设置，并用于减少从高压侧向低压侧泄漏的流体的泄漏量的轴密封机构。
技术介绍
以往，以抑制驱动力的损失为目的，绕蒸汽轮机、燃气轮机的旋转轴设有用于减少从高压侧泄漏至低压侧的流体的泄漏量的轴密封机构。这样的轴密封机构形成为将在旋转轴方向具有宽度尺寸的平板状的薄板密封片在旋转轴周向配置多层的环状密封构造。然后，薄板密封片的外周侧基端部固定于环状的密封壳，另一方面，薄板密封片的内周侧顶端部以规定的预负荷与旋转轴的外周面滑动接触。由此，在轴密封机构中，能以呈环状配置于旋转轴的径向外侧的许多薄板密封片为界，将旋转轴的周围空间分隔为高压侧区域和低压侧区域。由此，在旋转轴的旋转停止时，薄板密封片的内周侧顶端部以规定的预负荷与旋转轴的外周面接触。另一方面，在旋转轴旋转时，由于因薄板密封片的上下表面之间的压力分布的相对位置偏移而产生的压力差和因旋转轴的旋转而产生的流体的动压力效果，薄板密封片发生挠曲，由此，薄板密封片的内周侧顶端部从旋转轴的外周面上浮，变为非接触。由此，防止薄板密封片、旋转轴的磨损以及发热。需要说明的是，在薄板密封片中，将面向旋转轴的面设为下表面，将下表面的相反侧的面设为上表面。然后，例如，在专利文献1中公开了这种以往的轴密封机构。现有技术文献专利文献专利文献1：美国专利申请公开第2013/0154199号说明书
技术实现思路
专利技术要解决的问题在此，在轴密封机构中，在薄板密封片的低压侧以及高压侧分别设有规定量的间隙。然后，通过调整低压侧间隙以及高压侧间隙的间隙量，在薄板密封片产生上述压力差，能对该薄板密封片赋予上浮力。就是说，低压侧间隙以及高压侧间隙的间隙管理是对使薄板密封片上浮而言非常重要的要素。但是，上述的间隙量尽管是微小的量，但也是通过薄板密封片和设于其周围的多个支承构件形成。由此，即使预先正确地设定这些间隙量，由于薄板密封片以及支承构件的加工误差、装配误差等，有时装配时的实际的间隙量也不会成为能得到稳定的上浮力的适当的间隙量。此时，当实际的间隙量比适当的间隙量小时，压力分布、压力差变得紊乱，有时与上浮力的作用方向朝向相反的按压力作用于薄板密封片。如此，当欲按压内周侧顶端部的按压力作用于薄板密封片时，其内周侧顶端部与旋转轴接触，恐怕会产生磨损。因此，本专利技术是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种轴密封机构，即使按压力作用于薄板密封片，也能抑制因此按压力而产生的变形，并防止因与旋转轴接触而产生的薄板密封片的磨损。技术方案解决上述问题的第一专利技术的轴密封机构通过设于在固定部与旋转轴之间形成的环状空间内，将所述环状空间分隔为高压侧区域和低压侧区域，阻止在所述环状空间内从所述高压侧区域朝向所述低压侧区域在旋转轴方向流动的流体，其特征在于，具备：环状的密封壳，设于所述固定部的内周部；多个薄板密封片，外周侧基端部固定于所述密封壳，另一方面，内周侧顶端部以与所述旋转轴的外周面形成锐角的方式成为自由端，并且在旋转轴方向具有宽度尺寸，在旋转轴周向层叠成环状；环状的高压侧板，以在与所述密封壳之间，在旋转轴方向形成高压侧间隙的方式，邻接设置于与所述高压侧区域对置的所述薄板密封片的高压侧侧缘部；环状的低压侧板，以在与所述低压侧区域对置的所述薄板密封片的低压侧侧缘部和所述密封壳之间，在旋转轴方向形成低压侧间隙的方式，被夹持于所述低压侧侧缘部与所述密封壳之间；高压侧阶梯部，形成于所述高压侧侧缘部；低压侧阶梯部，形成于所述低压侧侧缘部；高压侧卡定部，形成于所述高压侧板，从旋转轴径向内侧卡定所述高压侧阶梯部；以及低压侧卡定部，形成于所述低压侧板，从旋转轴径向内侧卡定所述低压侧阶梯部。解决上述问题的第二专利技术的轴密封机构的特征在于，所述高压侧阶梯部的倾斜端面与所述高压侧卡定部的倾斜面在旋转轴径向卡合，所述低压侧阶梯部的倾斜端面与所述低压侧卡定部的倾斜面在旋转轴径向卡合。解决上述问题的第三专利技术的轴密封机构通过设于在固定部与旋转轴之间形成的环状空间内，将所述环状空间分隔为高压侧区域和低压侧区域，阻止在所述环状空间内从所述高压侧区域朝向所述低压侧区域在旋转轴方向流动的流体，其特征在于，具备：环状的密封壳，设于所述固定部的内周部；以及多个薄板密封片，外周侧基端部固定于所述密封壳，另一方面，内周侧顶端部以与所述旋转轴的外周面形成锐角的方式成为自由端，并且在旋转轴方向具有宽度尺寸，并以在与所述低压侧区域对置的低压侧侧缘部和所述密封壳之间，在旋转轴方向形成低压侧间隙的方式，在旋转轴周向层叠成环状，还具备：低压侧阶梯部，形成于所述低压侧侧缘部；以及低压侧卡定部，形成于所述密封壳，从旋转轴径向内侧卡定所述低压侧阶梯部。解决上述问题的第四专利技术的轴密封机构的特征在于，具备环状的低压侧板，其以在所述低压侧侧缘部与所述密封壳之间形成所述低压侧间隙的方式，被夹持于所述低压侧侧缘部与所述密封壳之间，所述低压侧卡定部在所述低压侧板的内周侧顶端部的旋转轴径向内侧卡定所述低压侧阶梯部。解决上述问题的第五专利技术的轴密封机构的特征在于，所述低压侧阶梯部的倾斜端面与所述低压侧卡定部的倾斜面在旋转轴径向卡合。有益效果因此，根据本专利技术的轴密封机构，从旋转轴径向内侧卡定薄板密封片，由此，即使按压力作用于薄板密封片，也能抑制因此按压力而产生的变形，并防止因与旋转轴接触而产生的薄板密封片的磨损。附图说明图1是本专利技术的轴密封机构的概略构成图。图2是本专利技术的轴密封机构的轴向剖视图。图3是分解了薄板密封片的支承构造的状态的图。图4是实施例1的轴密封机构的详细图，是薄板密封片的主视图。图5是实施例2的轴密封机构的详细图，是薄板密封片的主视图。图6是实施例3的轴密封机构的详细图，是薄板密封片的主视图。具体实施方式以下，使用附图详细地说明本专利技术的轴密封机构。实施例如图1所示，本专利技术的轴密封机构11例如被应用于蒸汽轮机、燃气轮机，设于在机室壳体、静叶等的固定部(静止部)12与旋转轴13之间形成的环状空间14内。具体而言，如图1以及图2所示，在固定部12的内周部，以沿旋转轴13的周向的方式呈环状地设有形成轴密封机构11的外壳的密封壳21。而且，在密封壳21的内周部形成有环状槽21a，在该环状槽21a内，以沿旋转轴13的周向的方式配置有许多薄板密封片22。然后，薄板密封片22的外周侧基端部22a固定于环状槽21a内，另一方面，薄板密封片22的内周侧顶端部22b以规定的预负荷与旋转轴13的外周面滑动接触。此时，薄板密封片22配置为：作为自由端的内周侧顶端部22b具有相对于旋转轴13的外周面向旋转方向的倾斜，且与该外周面所形成的角为锐角。需要说明的是，在被倾斜支承的薄板密封片22中，将面对旋转轴13的面设为下表面，将此下表面的相反侧的面设为上表面。即，在形成于固定部12与旋转轴13之间的环状空间14内，蒸汽、燃烧气体等流体G从高压侧朝向低压侧在旋转时13的轴向流动。与此相对，轴密封机构11形成为将薄板密封片22在旋转轴13的周向配置多层的环状密封构造，以该呈环状配置的许多薄板密封片22为界，将环状空间14分隔为作为流体流动方向上游侧的高压侧区域和作为流体流动方向下游侧的低压侧区域，由此使从该高压侧区域向低压侧区域泄漏的流体G的泄漏量减少。在此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轴密封机构，通过设于在固定部与旋转轴之间形成的环状空间内，将所述环状空间分隔为高压侧区域和低压侧区域，阻止在所述环状空间内从所述高压侧区域朝向所述低压侧区域在旋转轴方向流动的流体，其特征在于，具备：环状的密封壳，设于所述固定部的内周部；多个薄板密封片，外周侧基端部固定于所述密封壳，另一方面，内周侧顶端部以与所述旋转轴的外周面形成锐角的方式成为自由端，并且在旋转轴方向具有宽度尺寸，在旋转轴周向层叠成环状；环状的高压侧板，以在与所述密封壳之间，在旋转轴方向形成高压侧间隙的方式，邻接设置于与所述高压侧区域对置的所述薄板密封片的高压侧侧缘部；环状的低压侧板，以在与所述低压侧区域对置的所述薄板密封片的低压侧侧缘部和所述密封壳之间，在旋转轴方向形成低压侧间隙的方式，被夹持于所述低压侧侧缘部与所述密封壳之间；高压侧阶梯部，形成于所述高压侧侧缘部；低压侧阶梯部，形成于所述低压侧侧缘部；高压侧卡定部，形成于所述高压侧板，从旋转轴径向内侧卡定所述高压侧阶梯部；以及低压侧卡定部，形成于所述低压侧板，从旋转轴径向内侧卡定所述低压侧阶梯部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.16 JP 2014-2536861.一种轴密封机构，通过设于在固定部与旋转轴之间形成的环状空间内，将所述环状空间分隔为高压侧区域和低压侧区域，阻止在所述环状空间内从所述高压侧区域朝向所述低压侧区域在旋转轴方向流动的流体，其特征在于，具备：环状的密封壳，设于所述固定部的内周部；多个薄板密封片，外周侧基端部固定于所述密封壳，另一方面，内周侧顶端部以与所述旋转轴的外周面形成锐角的方式成为自由端，并且在旋转轴方向具有宽度尺寸，在旋转轴周向层叠成环状；环状的高压侧板，以在与所述密封壳之间，在旋转轴方向形成高压侧间隙的方式，邻接设置于与所述高压侧区域对置的所述薄板密封片的高压侧侧缘部；环状的低压侧板，以在与所述低压侧区域对置的所述薄板密封片的低压侧侧缘部和所述密封壳之间，在旋转轴方向形成低压侧间隙的方式，被夹持于所述低压侧侧缘部与所述密封壳之间；高压侧阶梯部，形成于所述高压侧侧缘部；低压侧阶梯部，形成于所述低压侧侧缘部；高压侧卡定部，形成于所述高压侧板，从旋转轴径向内侧卡定所述高压侧阶梯部；以及低压侧卡定部，形成于所述低压侧板，从旋转轴径向内侧卡定所述低压侧阶梯部。2.根据权利要求1所述的轴密封机构，其特征在于，所述高压侧阶梯部的倾斜端面与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：上原秀和，尾崎昂平，吉田亚积，大山宏治，
申请(专利权)人：三菱日立电力系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP