[發明專利]密封裝置、旋轉機械以及密封裝置的制造方法

在審

• 申請號: 201510901452.1
• 申請日: 2015-12-09
• 公開（公告）號: CN105697784A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 水見俊介;工藤健;緒方康二;及川慎司
• 申請（專利權）人: 三菱日立電力系統株式會社
• 主分類號: F16J15/16
• 分類號: F16J15/16;F16J15/447;F01D11/00;B23P15/00
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 張敬強;嚴星鐵

技術領域

本發明涉及密封裝置、旋轉機械以及密封裝置的制造方法。

背景技術

蒸汽輪機或燃氣輪機等大型旋轉機械通常為了將工作流體密封而采用將 配置于內部的旋轉體的周圍用殼體包圍的構造。殼體通常以上下開合狀態制 造，在將旋轉體夾在內部之后組成。上半殼體與下半殼體的接觸面部分形成為 一部分向外側突出的凸緣構造，利用貫通該凸緣部并加以緊固的螺栓，保持內 部的氣密性。

這樣的旋轉機械在旋轉體與靜止體之間存在間隙，如果工作流體從該間隙 泄漏則導致能量損失，因此采用用于使該泄漏量為最小限的密封機構。該密封 機構在組成完畢狀態下為環狀，而組成前是如殼體那樣由分割成兩部分或分割 成四部分的扇形體構成的扇形構造。

密封機構除了防止泄漏功能之外有必要同時具有在萬一與轉子接觸時也 能在徑向上移動從而避免不必要損傷的功能，在這點上與殼體不同。因此，密 封機構的扇形件彼此之間通常不利用螺栓等連結而是僅通過將平滑的接觸面 對接而組成。

該密封機構運轉時在高溫工作流體環境下使用，因此受到不同于制造/組 裝時的大的熱變形。因此，為了不在接觸面產生不必要的間隙，產生以考慮了 該變形量的尺寸制造各個扇形體的必要。但是，正確預測運轉時的熱分布，并 且制造以根據預測值求出的尺寸分割的各個密封環非常困難，因此通常為允許 某種程度公差的設計。因此可認為實際上在相鄰扇形體的接合部存在間隙，由 源自間隙的溝流(吹き抜け)導致的泄漏導致產生能量損失。

針對該密封機構的問題，有如下技術：在保持制造時寸法公差的富余量的 同時，為了避免對接面整體具有間隙造成的工作流體溝流狀態，使密封環對接 面的一方形成為凸形狀，使另一方形成為凹形狀，進行嵌合(例如參照專利文 獻1)。

另外，有如下技術：在密封環對接面的半徑方向也適用與專利文獻1同樣 的機構(例如參照專利文獻2)。

另外，有如下技術：雖然適用部位不同，但是作為殼體接合面的密封機構， 通過在設于接合面的槽中插入板狀的楔，來實現避免工作流體的溝流狀態(例 如參照專利文獻3)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2008-298286號公報

專利文獻2：日本特開2012-92829號公報

專利文獻3：日本特開2003-262102號公報

發明內容

通過采用上述的專利文獻1或2的技術，能夠避免工作流體的溝流狀態。 但是，由于設有嵌合部，產生相鄰的扇形彼此固著的可能性。該固著在形成于 對接面的凹部與凸部的間隙過窄的情況、來自上游的水垢等雜質在間隙中堆積 的情況下發生。如果產生扇形彼此之間的固著，則在密封凸片與轉子相接觸的 情況下，不能使密封凸片向半徑方向外側避讓，因此產生密封凸片的不必要的 損傷的同時產生轉子振動的可能性高。

另外，在使用上述的專利文獻3的技術的情況下，通過插入設在接合面的 槽中的板狀楔，在接合部總是產生軸向的重合部，因此能夠避免工作流體的溝 流狀態。但是，由于存在重合部，在它們之間產生強的接觸摩擦力，由此，產 生扇形彼此之間固著的可能性變高。

本發明基于上述的情況而做出，其目的在于提供一種密封裝置及其制造方 法，該密封裝置防止產生導致工作流體的溝流狀態的、在對接面整體的軸向上 無大阻力而貫通的間隙，并且能夠防止相鄰的密封扇形彼此之間的固著。

用于解決課題的方案

為了解決上述課題，采用例如以下方案記載的結構。本申請包含解決上述 課題的多種手段，列舉其一個例子如下。一種密封裝置，具備：將多個密封扇 形體連成環狀配置而構成的環狀的密封環；以及在上述密封環的內周面沿軸向 設有多個的密封凸片，上述密封裝置的特征在于，具備：形成于上述密封扇形 體的周向端部且與相鄰的其他密封扇形體對置的接合面；朝向半徑方向延伸設 在上述接合面的槽；以及將構成上述槽的長邊的面的一部分向上述接合面的外 側進行彎曲加工而形成的突起部。

本發明的效果如下。

根據本發明，能夠不提高相鄰密封扇形彼此之間固著風險地避免工作流體 的溝流狀態。由此，不會發生起因于密封扇形固著的故障，能夠減少密封扇形 接合面中工作流體的不必要泄漏。其結果為，能實現渦輪機成套設備效率提高。

附圖說明