[發明專利]離心壓縮機

有效

• 申請號: 201380050068.4
• 申請日: 2013-09-20
• 公開（公告）號: CN104662306B
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 三浦治雄;高橋直彥;成田光裕
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: F04D29/10
• 分類號: F04D29/10;F01D11/02;F04D17/12;F04D29/16;F16J15/447
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 王詣然

技術領域

本發明涉及離心壓縮機，特別是涉及適于在高速、高壓下運轉的離心壓縮機適合的阻尼密封。

背景技術

由離心壓縮機的葉輪進行了壓縮的氣體在被稱為擴散器的靜止流路中被進一步壓縮，并形成為多級的情況下，由返回通道使氣流角轉向，并且成為朝內的軸向流動，被吸入到下一級葉輪。在這里，當由葉輪壓縮了的氣體通過形成于葉輪的側板側的側面的空間再次返回到該葉輪的吸入側時，內部壓縮功增加，不是有效的壓縮功，而是產生能量損失。因此，為了減少該泄漏量，在葉輪吸入部的側板與外殼之間設置迷宮式密封。

另外，在最終級的葉輪中，壓縮氣體的一部分經心板的側面空間流入到平衡活塞迷宮，其后形成向壓縮機吸入部泄漏的流動。此向吸入側返回的流動的泄漏量是由全部葉輪再壓縮的內部循環氣體，成為能量損失。因此，通過迷宮式密封盡可能地減少泄漏量。

然而，由于流入到迷宮式密封的泄流隨旋轉軸一起回轉，所以，具有旋轉方向的圓周成分流速。因此，當包含旋轉軸的轉子向徑向位移時，在轉子與迷宮式密封之間產生體積變化，在迷宮式密封內的泄漏氣體的圓周方向壓力分布產生不平衡。此不平衡產生引起轉子的不穩定振動的流體力(以下也稱為不穩定流體力)。

特別是在轉子進行高速旋轉的情況下、迷宮式密封的入口與出口的差壓大的情況下、葉輪的處理氣體的密度大的情況下等，泄漏氣體的不穩定流體力增大。于是，在最壞的情況下，會引起轉子的不穩定 振動。因此，為了減少該不穩定流體力，以前提出有各種各樣的的方案。

在專利文獻1中，如在其圖1中特征性地表示的那樣，在迷宮式密封的槽間在周向上配置扇形體，減少流入到迷宮式密封的泄漏氣體的圓周方向成分。另外，在此專利文獻1中，在周向上對扇形體進行分割，組合櫛齒高度不同的扇形體，減少回旋流動，也對轉子的不穩定振動進行防止。另外，在專利文獻2中，通過使與迷宮密封梳齒相當的密封片(シールブレード)與旋轉體的間隙在下游側相對于上游側擴大，增加阻尼效果。

在專利文獻3中記載了以下內容，即，將旋轉軸做成大直徑部和小直徑部的階梯形狀，在大直徑部配置蜂窩構造或多孔構造的低磨損的阻尼器，在小直徑部配置迷宮密封梳齒。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2010-7611號公報

專利文獻2：美國專利第5,794,942號說明書

專利文獻3：美國專利申請公開第2007/0069477號說明書

發明內容

發明所要解決的課題

由于存在在離心壓縮機的內部的密封部產生流體不穩定力的可能性，所以，在離心壓縮機用密封要求以下記載的那樣的特性。即，

(1)作為密封本來的作用，泄漏量盡可能少。

(2)不穩定流體力少，或可將不穩定流體力轉變成穩定力。

(3)即使萬一與轉子接觸，也可使轉子側的損傷輕微。

(4)制作性高，容易制作。

因此，在記載于上述專利文獻1的以往的迷宮式密封中，在周向上分割成許多地形成扇形體，防止流入到迷宮中的泄流在周向上流出。然而，迷宮式密封的軸向形狀是以往多用的形狀，沒有考慮為了兼顧 阻尼和泄漏量減少而使轉子直徑階梯狀地減小。而且，分割成許多的扇形體的結果，為了確保微小的密封間隙、以良好的精度進行制作，工時增加。

在專利文獻2中記載了以下內容，即，為了對周向流動進行抑制，在周向上劃分迷宮密封梳齒。然而，在此專利文獻2中，因為是以使阻尼效果提高為目的，所以，沒有考慮為了使泄漏量降低而使轉子直徑以階梯狀減小。另外，與專利文獻1同樣，制作需要大量的工時。

在記載于專利文獻3的復合密封中，為了使迷宮式密封的阻尼性能提高，在迷宮密封梳齒間的底部(梳齒間槽)形成阻尼構造，梳齒間節距變寬。即，與記載于上述專利文獻1等的迷宮式密封相比，梳齒數變少，犧牲了作為迷宮式密封本來的目的的泄漏量的減少。

本發明是鑒于上述現有技術的問題而做出的，其目的在于實現兼顧從離心壓縮機的密封部的泄漏的減少和在密封部的阻尼特性的提高。本發明的另一目的除了上述目的外，還在于使得即使萬一轉子接觸，也沒有轉子的損傷或損傷輕微，和使密封部的制作性提高。

為了解決課題的手段